Παραγωγή βιοαιθανόλης από βιομηχανικά απόβλητα τροφίμων:
Ανακλιμάκωση σε εγκατεστημένη μονάδα επίδειξης

Ασπροδίνης, Αθανάσιος; Asprodinis, Athanasios

dc.contributor.author	Ασπροδίνης, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Asprodinis, Athanasios	en
dc.date.accessioned	2025-04-04T07:36:54Z
dc.date.available	2025-04-04T07:36:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61624
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29320
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Βιοκαύσιμα	el
dc.subject	Απόβλητα τροφίμων	el
dc.subject	Βιοαπόβλητα	el
dc.subject	Βιοκαύσιμα	el
dc.subject	Κλίμακα επίδειξης	el
dc.title	Παραγωγή βιοαιθανόλης από βιομηχανικά απόβλητα τροφίμων: Ανακλιμάκωση σε εγκατεστημένη μονάδα επίδειξης	el
dc.title	Bioethanol production from industrial food waste: Scaling up to an installed demonstration plant	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Επιστήμη Περιβάλλοντος	el
heal.classification	Διαχείριση αποβλήτων	el
heal.classification	Παραγωγή βιοκαυσίμων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-09-26
heal.abstract	Η συνεχής αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού μεταβάλλει σημαντικά τις ανάγκες για παραγωγή τροφίμων, εντείνοντας τις διαδικασίες παραγωγής και μεταποίησης πρώτων υλών στον πρωτογενή και δευτερογενή τομέα. Αυτοί οι εντονότεροι ρυθμοί παραγωγής συνοδεύονται από τη δημιουργία εξαιρετικά υψηλών όγκων βιομηχανικών αποβλήτων, οι οποίοι καταλήγουν κατά κύριο λόγο στο περιβάλλον και συντελούν στη βαθμιαία υποβάθμισή του. Συνεπώς, στα πλαίσια της αποτελεσματικότερης διαχείρισης των αποβλήτων, έχει προταθεί η παραγωγή βιοαιθανόλης από την υπολειμματική βιομάζα της βιομηχανίας τροφίμων, η οποία είναι πλούσια σε οργανικό φορτίο. Μέχρι σήμερα, τα αποτελέσματα έχουν δείξει ότι η εν λόγω παραγωγή βιοαιθανόλης μπορεί να αναχθεί σε μεγάλη κλίμακα, ενώ κάτι τέτοιο καθίσταται ολοένα και πιο αναγκαίο στην Ελλάδα, αν ληφθεί υπόψιν η εκτίμηση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργειας σχετικά με την παραγωγή τριών εκατομμυρίων τόνων βιοαποβλήτων στην Ελλάδα το επόμενο έτος. Η βιοαιθανόλη δεύτερης γενιάς θεωρείται ένα υποσχόμενο εναλλακτικό καύσιμο, το οποίο προέρχεται από πηγές αποβλήτων, οι οποίες είναι άμεσα διαθέσιμες και με χαμηλό κόστος καθώς αποτελούν παραπροϊόντα της βιομηχανικής παραγωγής. Για αυτόν τον λόγο, στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η παραγωγή βιοαιθανόλης από τέσσερις ροές στερεών αποβλήτων (άμυλο πατάτας, chips πατάτας, φλούδες πατάτας και πούλπα πορτοκαλιού), τα οποία προμηθεύτηκαν από τις βιομηχανίες Τσακίρης ΑΒΕΕ και ΑΣΠΙΣ. Έπειτα, ακολούθησε ο χαρακτηρισμός κάθε αποβλήτου, προκειμένου να προσδιορισθεί η σύνθεσή τους, κυρίως ως προς τη σημαντική περιεκτικότητά τους σε άμυλο και κυτταρίνη, και να γίνει μία πρώτη εκτίμηση για την απόδοση της παραγωγής αιθανόλης. Η μετατροπή των συγκεκριμένων ειδών υπολειμματικής βιομάζας έλαβε χώρα στη μονάδα επίδειξης, η οποία έχει εγκατασταθεί στα πλαίσια του έργου «LIFE CIRCforBIO» και αποτελεί τη μοναδική μονάδα παραγωγής βιοαιθανόλης στην Ελλάδα. Οι διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν για τη διεργασία της βιομετατροπής αποτελούνταν από μία μονάδα ξήρανσης και μία μονάδα βιομετατροπής. Επομένως, αφού ξηράθηκαν όσες ροές βιοαποβλήτων κρίθηκαν απαραίτητο (φλούδες πατάτας και πούλπα πορτοκαλιού), ακολούθησε η διεργασία της παραγωγής βιοαιθανόλης μέσω ταυτόχρονης σακχαροποίησης και ζύμωσης (SSF), καθώς έχει αναδειχθεί ως πιο αποτελεσματική μέθοδος σε σύγκριση με τη διακριτή υδρόλυση και ζύμωση (SHF). Τα αποτελέσματα που προέκυψαν σχετικά με τη συγκέντρωση της παραγόμενης αιθανόλης και την απόδοση της διεργασίας ήταν αρκετά ικανοποιητικά, λαμβάνοντας υπόψιν τις αντίστοιχες τιμές για τις δοκιμές πιλοτικής κλίμακας. Ειδικότερα, για την περίπτωση του αμύλου πατάτας, προσδιορίστηκε συγκέντρωση αιθανόλης ίση με 72,55 ± 1,04 g/L και απόδοση αιθανόλης στις ίδιες συνθήκες ίση με 86,18 ± 1,56 %, οι οποίες είναι σημαντικά υψηλότερες από τις τιμές που επετεύχθησαν για δοκιμές πιλοτικής κλίμακας, 50,04 ± 3,70 g/L και 42,23 ± 6,39 % αντίστοιχα. Αντίστοιχα, για τα υποστρώματα των chips πατάτας και της πούλπας του πορτοκαλιού, οι εν λόγω τιμές κινήθηκαν στα ίδια πλαίσια, επιτυγχάνοντας συνολική απόδοση 75,47 ± 1,12 % και 53,44 ± 2,24 %. Ωστόσο, παρότι η συγκέντρωση αιθανόλης που παρήχθη μέσω των chips πατάτας είναι ικανοποιητική (52,50 ± 1,51 g/L), αυτό δε συνέβη για την περίπτωση της πούλπας πορτοκαλιού καθώς λήφθηκαν μόλις 5,81 ± 0,87 g/L, η οποία δεν αποτελεί προσιτή τιμή από άποψη βιωσιμότητας. Οι δοκιμές στην εγκατεστημένη μονάδα επίδειξης συνοδεύτηκαν και από άλλες παρατηρήσεις, οι οποίες σχετίζονται με την ικανότητα του υπάρχοντος εξοπλισμού να διαχειρίζεται τα στερεά βιοαπόβλητα. Συγκεκριμένα, στην περίπτωση του αποβλήτου από φλούδα πατάτας, οι δοκιμές δεν πραγματοποιήθηκαν καθώς διαπιστώθηκε ότι η ανάμειξή τους με το νερό μπορεί να δημιουργήσει ένα μίγμα υψηλού ιξώδους, το οποίο θα δημιουργήσει ζητήματα στο σύστημα σωληνώσεων. Στα ίδια πλαίσια, κατά την ξήρανση της πούλπας πορτοκαλιού, παρατηρήθηκε ότι σημαντική ποσότητα τροφοδοσίας καταλήγει εκτός του ξηραντήρα κατά τη μεταφοράς της μέσω του κοχλία, με αποτέλεσμα να απαιτείται διαφορετικός τρόπος μεταφοράς όπως είναι οι ταινίες μεταφοράς. Συμπερασματικά, η παραγωγή βιοαιθανόλης μπορεί να αποτελέσει μία βιώσιμη επιλογή για τη διαχείριση των αποβλήτων της βιομηχανίας τροφίμων, αποδίδοντας ικανοποιητικά αποτελέσματα όταν χρησιμοποιούνται οι κατάλληλες πρώτες ύλες, ενώ ορισμένες τροποποιήσεις στον σχεδιασμό της μονάδας θα έδιναν τη δυνατότητα διαχείρισης αποβλήτων με διαφορετικά φυσικοχημικά χαρακτηριστικά.	el
heal.advisorName	Κόλλια, Κωνσταντίνα
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Μάη, Σοφία	el
heal.committeeMemberName	Κοκόσης, Αντώνης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	177 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false