Περιβαλλοντική αποτύπωση παραμετρικής βελτιστοποίησης 
διεργασίας παραγωγής βιοπλαστικών

Ζαφείρη, Ναυσικά Αγγελική; Zafeiri, Nafsika Angeliki

dc.contributor.author	Ζαφείρη, Ναυσικά Αγγελική	el
dc.contributor.author	Zafeiri, Nafsika Angeliki	en
dc.date.accessioned	2024-02-13T10:24:59Z
dc.date.available	2024-02-13T10:24:59Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58884
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26580
dc.rights	Default License
dc.subject	Ανάλυση του κύκλου ζωής	el
dc.subject	Βιοπλαστικά	el
dc.subject	Πολυ-υδρόξυ-αλκανεστέρες	el
dc.subject	Περιβαλλοντικό αποτύπωμα	el
dc.subject	Life cycle analysis	en
dc.subject	Bioplastics	en
dc.subject	Polyhydroxyalkanoates	en
dc.subject	Environmental footprint	en
dc.title	Περιβαλλοντική αποτύπωση παραμετρικής βελτιστοποίησης διεργασίας παραγωγής βιοπλαστικών	el
dc.title	Environmental footprint of the process optimization for bioplastics production	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική μηχανική	el
heal.classification	Environmental Engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-20
heal.abstract	Τα βιοπολυμερή [PHAs (Πολύ-Υδρόξυ-Αλκανεστέρες)] αποτελούν μια περιβαλλοντικά βιώσιμη λύση για να αντιμετωπίσει την ρύπανση που έχει προκληθεί από την υπέρμετρη χρήση των συμβατικών πολυμερών. Η μη τοξικότητα τους, η βιολογική προέλευση τους και η ικανότητα τους να βιοδιασπώνται πλήρως τα καθιστούν φιλικά προς το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Τα τελευταία χρόνια έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον, διότι είναι βιοπλαστικά βιολογικής προέλευσης και βιοαποικοδομούνται πλήρως, με αποτέλεσμα να είναι φιλικότερα προς στο περιβάλλον, σε σχέση με τα συμβατικά πλαστικά. Στην παρούσα διπλωματική μελετάται η Ανάλυση του Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) παραγωγής των βιοπολυμερών PHA από διατροφικά απόβλητα με τη χρήση μεικτής μικροβιακής καλλιέργειας. Ο σκοπός της συγκεκριμένης ανάλυσης είναι ο προσδιορισμός και η ποσοτικοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που προκαλούνται από την εφαρμοζόμενη μέθοδο παραγωγής. Πιο συγκεκριμένα, η ΑΚΖ βασίστηκε σε πειραματικά δεδομένα που λήφθηκαν με στόχο την παραμετρική βελτιστοποίηση παραγωγής του βιοπολυμερούς PHA. Ειδικότερα, μελετήθηκαν δύο μελέτες ΑΚΖ. Η πρώτη αφορούσε τη συνολική διεργασία παραγωγής των PHAs και στόχο είχε να υποδείξει τις διεργασίες με το υψηλότερο περιβαλλοντικό αντίκτυπο. Η δεύτερη μελέτη ΑΚΖ, στόχευσε στην ανάλυση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων που σχετίζονται ειδικότερα με τη διεργασία της ζύμωσης των διατροφικών αποβλήτων, δεδομένου ότι αυτή επέδειξε αυξημένο περιβαλλοντικό φορτίο κατά την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της προηγούμενης μελέτης. Ο στόχος σε αυτήν την περίπτωση ήταν ο εντοπισμός των λειτουργικών παραμέτρων, που κατά τη βελτιστοποίησή τους δύναται να επιφέρουν το βέλτιστο περιβαλλοντικό αποτύπωμα της συνολικής διεργασίας. Τα δεδομένα λήφθηκαν και στην δεύτερη περίπτωση από πειραματικές μετρήσεις και μελετήθηκε η επίδραση της διάρκειας της επώασης, της θερμοκρασίας, της περιεκτικότητας σε στερεά και του pH. Η διεξαγωγή τους ανάλυσης πραγματοποιήθηκε σε τέσσερα στάδια με χρήση του λογισμικού Sphera. Το πρώτο στάδιο περιλαμβάνει τον ορισμό του σκοπού και του αντικειμένου της μελέτης, της λειτουργικής μονάδας και των ορίων του συστήματος. Ως λειτουργική μονάδα ορίστηκε «η παραγωγή 1 kg βιοπολυμερούς PHA». Εντός των ορίων του συστήματος περιλαμβάνονται όλες οι διεργασίες του συστήματος και οι εισερχόμενες και εξερχόμενες ροές. Το δεύτερο στάδιο περιλαμβάνει την απογραφή των δεδομένων που αφορούν τις εισροές και εκροές κάθε διεργασίας, καθώς και τις καταναλώσεις ενέργειας και χημικών. Στο επόμενο στάδιο γίνεται η εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του συστήματος, η οποία πραγματοποιήθηκε με χρήση τους μεθόδου CML, 2001 του προγράμματος Sphera. Με βάση τις παραπάνω εκτιμήσεις προσδιορίστηκαν τα περιβαλλοντικά φορτία των διεργασιών και οι κύριοι παράγοντες που είναι υπαίτιοι για την πρόκληση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων (τέταρτο στάδιο). Η αξιολόγηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων βασίστηκε κυρίως στους δείκτες της κλιματικής αλλαγής, της οξίνισης, του ευτροφισμού, της τοξικότητας για τον άνθρωπο, και της εξάντλησης πόρων – ορυκτών, μεταλλευμάτων. Από την αξιολόγηση των επιπτώσεων, συμπεραίνεται ότι η κύρια κατηγορία που συνεισφέρει στην περιβαλλοντική ταυτότητα της διεργασίας παραγωγής PHAs είναι η κλιματική αλλαγή, κυρίως λόγω της υψηλής ενεργειακής κατανάλωσης. Ομοίως, στη δεύτερη μελέτη ΑΚΖ διαπιστώθηκε ότι η θερμοκρασία και η διάρκεια της ζύμωσης είναι οι παράγοντες που επιφέρουν αύξηση στις ενεργειακές απαιτήσεις με αντίστοιχες επιπτώσεις στη κλιματική αλλαγή. H μελέτη αυτή δημιουργεί τη βάση για την ανάπτυξη της διεργασίας σε βιομηχανική κλίμακα με οδηγό τη περιβαλλοντικά βιώσιμη ανάπτυξη. Συνδυαστικά με παράγοντες, όπως το κόστος και το κοινωνικό αντίκτυπο παρέχει τη συνολική επίδοση ενός προϊόντος ή μιας διαδικασίας. Η εγκυρότητα και η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων έχει άμεση συνάρτηση της ακρίβειας των δεδομένων απογραφής. Τα συμπεράσματα της μελέτης αποτελούν έναυσμα για περαιτέρω βελτιστοποίηση των παραμέτρων με την μεγαλύτερη περιβαλλοντική επιβάρυνση.	el
heal.advisorName	Πέππας, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Ταξιάρχου, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Χατζηκιοσεγιάν, Αρτίν	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	79 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false