Παραγωγή πολυ-υδροξυαλκανοϊκών από το υγρό συμπύκνωμα τροφικών υπολειμμάτων

Μαυρίδης, Ηλίας; Mavridis, Ilias

dc.contributor.author	Μαυρίδης, Ηλίας	el
dc.contributor.author	Mavridis, Ilias	en
dc.date.accessioned	2024-12-04T08:50:32Z
dc.date.available	2024-12-04T08:50:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60510
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28206
dc.rights	Default License
dc.subject	Βιοδιασπώμενος	el
dc.subject	Υδροξυαλκανοϊκοί εστέρες	el
dc.subject	Βιομάζα	el
dc.subject	Πολυεστέρας	el
dc.subject	Μικροβιακή καλλιέργεια	el
dc.subject	Microbial culture	en
dc.subject	Polyhydroxyalkanoates	en
dc.subject	Biomass	e
dc.subject	Biodegradable	en
dc.title	Παραγωγή πολυ-υδροξυαλκανοϊκών από το υγρό συμπύκνωμα τροφικών υπολειμμάτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλονιτκή μηχανική	el
heal.classification	Environmental engineering	en
heal.classification	Μηχανική διεργασιών	el
heal.classification	Process engineering	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-02-26
heal.abstract	Μία από τις βασικότερες ανησυχίες του σύγχρονου κόσμου αποτελεί το περιβαλλοντικό αποτύπωμα που αφήνει η εκτεταμένη χρήση των μη διασπώμενων πλαστικών προϊόντων που βασίζονται στο πετρέλαιο. Επιπλέον υπάρχει μία αυξανόμενη ποσότητα τροφικών υπολειμμάτων, που παρά την υψηλή τους βιολογική αξία, οι παραδοσιακοί τρόποι διαχείρισης δε φαίνεται να εκμεταλλεύονται πλήρως την αξία αυτή και να αποτελούν μία βιώσιμη προς το περιβάλλον λύση. Πολλές μελέτες αναφέρουν τη χρήση του οργανικού μέρους υπολειμμάτων τροφίμων για την παραγωγή προϊόντων προστιθέμενης αξίας. Οι πολύ υδροξυαλκανοϊκοί εστέρες, ένα είδος βιοδιασπώμενου πολυεστέρα, έχει παρόμοιες ιδιότητες με μερικά πλαστικά που βασίζονται στο πετρέλαιο και μπορεί να προκύψει ενδοκυτταρικά μέσω καλλιεργειών με χρήση αποβλήτων ως οργανικό υπόστρωμα. Στην παρούσα εργασία, εξετάζεται η παραγωγή ΠΥΑ σε μεγαλύτερη κλίμακα με χρήση υγρού συμπυκνώματος βιομάζας αποβλήτων τροφίμων ως πηγή αζώτου και άνθρακα. Χρησιμοποιείται μικτή καλλιέργεια μικροβίων και αντιδραστήρας τύπου άντλησης-πλήρωσης τεσσάρων λίτρων ενεργού όγκου σε συνθήκες λειτουργίας 250rpm και 27oC . Ακολουθείται στρατηγική μικτής καλλιέργειας συστήματος αερόβιας δυναμικής τροφοδοσίας κατά το οποίο η παραγωγή ΠΥΑ επιτυγχάνεται μέσω ενδοκυτταρικού περιορισμού συστατικών με εναλλαγή υποστρωμάτων άνθρακα και αζώτου σε δύο κύκλους 48 ωρών και έναν κύκλο 72 ωρών με συνολικό χρόνο λειτουργίας 5 μήνες. Συγκεκριμένα χρησιμοποιείται ως πηγή άνθρακα συνθετική τροφοδοσία μίγματος που προσομοιάζει το υγρό συμπύκνωμα αποβλήτων και περιέχει οξικό, βουτυρικό, προπιονικό, γαλακτικό οξύ καθώς και αιθανόλη και γλυκόζη. Από την άλλη ως πηγή αζώτου χρησιμοποιείται ουρία ενώ ο λόγος άνθρακα προς άζωτο είναι 100:1. Η οργανική φόρτιση κατά τη λειτουργία είναι 6552±975 mg O2/L και αζώτου 100±19mg/L. Για την εκκίνηση λειτουργίας χρησιμοποιήθηκε εμβόλιο εγκλιματισμένος βιομάζας 600mL προερχόμενο από αντιδραστήρα προηγούμενης μελέτης. Τα παραγόμενα ΠΥΑ ανακτήθηκαν μέσω χώνευσης με χρήση χλωροφορμίου αφού πρώτα είχαν ξηρανθεί μέσω λυοφιλίωσης. Στον αντιδραστήρα παρατηρήθηκε ανάπτυξη υγιούς μικροβιακού πληθυσμού με υψηλό λόγο βιομάζας σε pH εντός του θεωρητικού εύρους 7-9 που απαιτείται για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών. O υψηλός λόγος βιομάζας προκύπτει από τον υψηλό λόγο ολικών προς τα πτητικά αιωρούμενων στερεών στο εύρος 0,85-0,90 μετά τις 2-3 πρώτες εβδομάδες λειτουργίας και μέση τιμή ολικών (TSS) ίση με 5,5±0,5 g/L και πτητικών (VSS) ίση με 4,5±0,5g/L μετά από 60 ημέρες λειτουργίας. Η ανάπτυξη βιομάζας επίσης φαίνεται ενδεικτικά και από μετρήσεις οπτικής πυκνότητας που σταθεροποιούνται σε υψηλότερη τιμή από την αρχική έπειτα από 40 ημέρες λειτουργίας. Για την μέτρηση της απόδοσης παραγωγής ΠΥΑ, χρησιμοποιείται το βάρος δύο μονομερών ΠΥΑ που προσδιορίζεται χρωματογραφικά και συγκεκριμένα των πολύ-3-υδροξυβουτυρικού (3ΗΒ) και πολύ-3-υδροξυβαλερικού (3HV) οξέος προς το βάρος ξηρής βιομάζας. Η απόδοση παραγωγής υπολογίστηκε ομαδοποιημένα για κάθε μήνα λειτουργίας ενώ μία συνολική μέση τιμή απόδοσης είναι σε 39±9% σε κύκλους άνθρακα και σε κύκλους αζώτου 17,5%±9%. Τα μονομερή 3HB και 3HV ανιχνεύονται σε αναλογία αντίστοιχα 53%-47% για κύκλους άνθρακα και έως 63%-37% για κύκλους αζώτου.	el
heal.advisorName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδοπούλου, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Καβουσανάκης, Μιχάλης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	73 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false