Παραγωγή αιθανόλης από βιοαπόβλητα σε

πιλοτική κλίμακα

Χατζηαγγελάκης, Εμμανουήλ; Chatziangelakis, Emmanouil

dc.contributor.author	Χατζηαγγελάκης, Εμμανουήλ	el
dc.contributor.author	Chatziangelakis, Emmanouil	en
dc.date.accessioned	2023-01-11T08:04:04Z
dc.date.available	2023-01-11T08:04:04Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56586
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24284
dc.rights	Default License
dc.subject	Βιοαιθανόλη	el
dc.subject	Ζύμωση	el
dc.subject	Απόσταξη	el
dc.subject	Διατροφικά απόβλητα	el
dc.subject	Πιλοτική κλίμακα	el
dc.subject	Bioethanol	en
dc.subject	Fermantation	el
dc.subject	Distilation	el
dc.subject	Food waste	el
dc.subject	Pilot scale	el
dc.title	Παραγωγή αιθανόλης από βιοαπόβλητα σε πιλοτική κλίμακα	el
dc.contributor.department	Μοναδα Περιβαλλοντικης Επιστημης και Τεχνολογιας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη και Τεχνολογία Περιβάλλοντος	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-09-29
heal.abstract	Τα οικιακά απόβλητα και η διαχείρισή τους είναι μια περιβαλλοντικά, καθώς και κοινωνικά, κατάλληλη προσέγγιση στα δύσκολα προβλήματα της τρέχουσας αστικής ζωής. Τα απόβλητα τροφίμων αποτελούν σημαντικό συστατικό των βιοαποδομήσιμων αποβλήτων. Έχει υπολογιστεί ότι το ένα τρίτο της παραγωγής τροφίμων σπαταλάται ετησίως σε παγκόσμια κλίμακα. Μάλιστα, οι κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν στην σπατάλη τροφίμων είναι τα νοικοκυριά, στην περίπτωση των ανεπτυγμένων οικονομιών. Έχει αποδειχθεί ότι η κακή διαχείριση των αποβλήτων μπορεί να προκαλέσει κινδύνους τόσο στην ανθρώπινη υγεία όσο και στο περιβάλλον. Ένας ελπιδοφόρος τρόπος διαχείρισης, συνεπώς, είναι η χρήση των οικιακών αποβλήτων ως πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοκαυσίμων και συγκεκριμένα η παραγωγή βιοαιθανόλης. Η βιοαιθανόλη είναι ένα ανανεώσιμο υγρό καύσιμο που αναμένεται να έχει πολλά υποσχόμενο μέλλον για την αντιμετώπιση της σημερινής παγκόσμιας ενεργειακής κρίσης και της επιδείνωσης της ποιότητας του περιβάλλοντος. Στόχος, λοιπόν, της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας παραγωγής βιοαιθανόλης από διατροφικά οικιακά απόβλητα σε πιλοτική κλίμακα. Η πρώτη ύλη που χρησιμοποιήθηκε ήταν διατροφικά οικιακά απόβλητα που συλλέγονταν από τον Δήμο Βάρης-Βούλας-Βουλιαγμένης ανά δεκαπενθήμερο. Τα απόβλητα, μετά την παραλαβή τους, ξηραίνονταν και αλέθονταν σε ξηραντήρα Gaia GC-100 και στη συνέχεια χαρακτηρίζονταν. Η μέση περιεχόμενη υγρασία στα ακατέργαστα απόβλητα βρέθηκε 75,86 ± 0,60 %w/w. Οι αξιοποιήσιμοι υδατάνθρακες προς την κατεύθυνση της παραγωγής βιοαιθανόλης, δηλαδή η κυτταρίνη και το άμυλο, ήταν 14,55 ± 2,28 %w/w και 7,68 ± 1,04 %w/w αντίστοιχα. Για την παραγωγή της βιοαιθανόλης σε πιλοτική κλίμακα εφαρμόστηκε ακολούθως ενζυμική υδρόλυση, ζύμωση και απόσταξη. Συνολικά, χρησιμοποιήθηκαν ως τροφοδοσία στην πιλοτική κλίμακα 150 kg ξηρών υπολειμμάτων τροφών σε παρτίδες των 25 kg, προερχόμενα από έξι διαφορετικές τροφοδοσίες. Για την παραγωγή της βιοαιθανόλης, αναφορικά με τις συνθήκες των πειραμάτων, η φόρτιση στερεών ήταν ίση με 25%, το pH ίσο με 5, η λειτουργία του βιοαντιδραστήρα ήταν SSF (ταυτόχρονη σακχαροποίηση και ζύμωση), η δοσολογία του αμυλολυτικού ενζύμου ήταν ίση με 40μL ανά g αμύλου στο ξηρό στερεό, η δοσολογία του κυτταρινολυτικού ενζύμου ίση με 170μL ανά g κυτταρίνης στο ξηρό στερεό και η μαγιά ίση με 2% της μάζας του ξηρού στερεού που τροφοδοτούνταν. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι αποδόσεις της αιθανόλης ήταν πολύ υψηλές, δηλαδή κυμάνθηκαν από 81,15 – 89,60% σε σχέση με τη θεωρητική, ενώ η περιεκτικότητα σε αιθανόλη κυμάνθηκε από 31,00 – 46,00 g/L με την μέγιστη να εμφανίζεται στη Δοκιμή 2. Τέλος, μετά από φυσικοχημικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στο παραγόμενο προϊόν απεσταγμένης βιοαιθανόλης, φάνηκε ότι η παραγόμενη βιοαιθανόλη είναι βιοκαύσιμο υψηλής καθαρότητας σύμφωνα με το EN 15376:2012, με καθαρότητα 99,55% v/v, και κατάλληλη για την παραγωγή βιοκαυσίμου Ε10 (βενζίνη αναφοράς + 10% βιοαιθανόλη), σύμφωνο με το EN 228:2012 για την αμόλυβδη βενζίνη 95 RON. 6 Τα αποτελέσματα των πιλοτικών εφαρμογών χρησιμοποιήθηκαν για το σχεδιασμό μιας μονάδας αξιοποίησης των διατροφικών υπολειμμάτων της ξενοδοχειακής μονάδας, Sirios Village, στα Χανιά Κρήτης αναδεικνύοντας την προοπτική εφαρμογής τέτοιων σχεδίων ακόμα και σε μονάδες εστίασης. Συμπερασματικά, διαπιστώθηκε στην παρούσα διπλωματική εργασία πως η αξιοποίηση των διατροφικών οικιακών αποβλήτων προς παραγωγή βιοαιθανόλης είναι εφικτή και αποδοτική σε πιλοτική κλίμακα. Βέβαια, θα πρέπει να συνεκτιμηθούν και τεχνοοικονομικοί παράγοντες ώστε να αποδειχθεί η βιωσιμότητα της διεργασίας.	el
heal.advisorName	Χαμηλάκης, Στυλιανός	el
heal.committeeMemberName	Χαμηλάκης, Στυλιανός
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Μαγουλάς, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	167 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false