Παραγωγή βιοαθανόλης από άλγη

Κουτσαφτής-Φράγκος, Ερμής; Koutsaftis-Fragkos, Ermis

dc.contributor.author	Κουτσαφτής-Φράγκος, Ερμής	el
dc.contributor.author	Koutsaftis-Fragkos, Ermis	en
dc.date.accessioned	2025-01-28T11:28:42Z
dc.date.available	2025-01-28T11:28:42Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60989
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28685
dc.rights	Default License
dc.subject	Βιοκαύσιμα	el
dc.subject	Βιοαιθανόλη	el
dc.subject	Άλγη	el
dc.title	Παραγωγή βιοαθανόλης από άλγη	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβάλλον και ενέργεια	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-10
heal.abstract	Η παραγωγή βιοκαυσίμων από περιβαλλοντικά φιλικές και βιώσιμες πηγές συγκεντρώνει ολοένα και περισσότερο ενδιαφέρον παγκοσμίως. Η βιοαιθανόλη θεωρείται ένα από τα πολλά υποσχόμενα ανανεώσιμα καύσιμα που μπορεί να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα μεταφορών και μπορεί να ληφθεί από πρώτες ύλες που περιέχουν σακχαρόζη, αμυλώδη υλικά και λιγνοκυτταρινική βιομάζα. Τα άλγη αναπτύσσονται με ταχείς ρυθμούς, δεν ανταγωνίζονται τις καλλιέργειες τροφίμων καθώς έχουν τη δυνατότητα να καλλιεργηθούν σε μη καλλιεργήσιμα εδάφη ή και σε θαλασσινό νερό. Επιπλέον, τα άλγη έχουν ελπιδοφόρες προοπτικές όσον αφορά στη μείωση των εκπομπών CO2 αλλά και στον καθαρισμό των υδάτων, ενισχύοντας έτσι την περιβαλλοντική βιωσιμότητα. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας και η βελτιστοποίηση παραγωγής βιοαιθανόλης χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη τροφοδοσία ξηρών αλγών. Πραγματοποιήθηκε μελέτη των σταδίων επεξεργασίας (προεπεξεργασία, ενζυμική υδρόλυση και ζύμωση), προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η παραγωγή βιοαιθανόλης. Πιο συγκεκριμένα, μετά τον πλήρη φυσικοχημικό χαρακτηρισμό της τροφοδοσίας των αλγών, ακολούθησε μελέτη της προεπεξεργασίας της πρώτης ύλης με στόχο τη μέγιστη παραγωγή ζυμώσιμων σακχάρων. Το ξηρό υπόστρωμα αλγών υποβλήθηκε στις ακόλουθες προεπεξεργασίες: υδροθερμική με τη χρήση του αυτόκλειστου στους 121°C για 30 λεπτά, υδατόλουτρο στους 90°C για 75 λεπτά και υπέρηχοι στα 150W για 10 λεπτά. Η μέγιστη απόδοση σακχαροποίησης που παρατηρήθηκε ήταν ίση με 85,73 ± 1,03% για την προεπεξεργασία σε υδατόλουτρο με υδροξείδιο του νατρίου ως διαλύτη. Σε αυτές τις συνθήκες η αποικοδόμηση του στερεού υλικού έφτασε το 38,17% ενώ η αποικοδόμηση της κυτταρίνης μεγιστοποιήθηκε στο 92,72% και του αμύλου στο 96,35%. Στη συνέχεια εφαρμόστηκε παραγοντικός σχεδιασμός με σκοπό τον προσδιορισμό της επίδρασης ορισμένων βασικών παραμέτρων στην απόδοση της παραγωγής βιοαιθανόλης από την τροφοδοσία άλγης, με βάση τη βέλτιστη προεπεξεργασία. Οι συνθήκες που επιλέχθηκαν ήταν η ποσότητα του κυτταρινολυτικού ενζύμου CelliCTec (250, 500, 750 μL/g κυτταρίνης), η ποσότητα του αμυλολυτικού ενζύμου Spirizyme (25, 45, 65 μL/g αμύλου) καθώς και η αρχική συγκέντρωση του NaOH κατά την προεπεξεργασία (0,1, 0,2 και 0,3Μ). Η μέγιστη απόδοση αιθανόλης που επιτεύχθηκε ήταν 76.1±4.9% στο 8 ο πείραμα του παραγοντικού σχεδιασμού (0,3Μ NaOH, 65 μL Spirizyme /g αμύλου, 750 μL CelliCTec /g κυτταρίνης). Συμπερασματικά, διαπιστώθηκε στην παρούσα διπλωματική εργασία πως είναι εφικτή η αξιοποίηση ξηρού υποστρώματος βιομάζας αλγών για παραγωγή βιοαιθανόλης, καθιστώντας τη μια πολλά υποσχόμενη πρώτη ύλη. Οι μέθοδοι προεπεξεργασίας και οι συνθήκες που επιλέχθηκαν κρίνονται αποδοτικές, όπως και η συνολική διεργασία η οποία αξίζει να διερευνηθεί περαιτέρω με σκοπό τη βελτιστοποίηση της διεργασίας.	el
heal.advisorName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Μπαραμπούτη, Έλλη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false