Εναλλακτική πρόταση αξιοποίησης πράσινων κλαδεμάτων προς παραγωγή βιοκαυσίμων

Εναλλακτική πρόταση αξιοποίησης πράσινων κλαδεμάτων προς παραγωγή βιοκαυσίμων (EL)

Σοφοκλέους, Μιχάλης (EL)

Sofokleous, Michalis (EN)

ntua (EL)

Χαραλάμπους, Αικατερίνη (EL)

Ταραντίλη, Πετρούλα (EL)

Κόλλια, Κωνσταντίνα (EL)

bachelorThesis

2021-11-02T11:47:44Z

2021-07-06

Τα βιοκαύσιμα είναι ένα θέμα που απασχολεί έντονα την επιστημονική κοινότητα καθώς είναι ελκυστικά καύσιμα, έχουν προοπτικές και κυρίως προσφέρουν περιβαλλοντικά οφέλη έναντι των συμβατικών ορυκτών καυσίμων. Tη σημερινή εποχή κρίνεται αναγκαία η εύρεση τρόπων αξιοποίησης των αποβλήτων προς την κατεύθυνση της παραγωγής βιοκαυσίμων. Στόχος, λοιπόν, της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας ήταν η αξιοποίηση πράσινων κλαδεμάτων προς παραγωγή βιοκαυσίμων και συγκεκριμένα προς βιοαιθανόλη και βιοαέριο. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιήθηκαν κλαδέματα από χώρους του ΕΜΠ. Το πλάνο που ακολουθήθηκε περιλάμβανε παραγωγή βιοαερίου μέσω αναερόβιας χώνευσης και παραγωγή βιοαιθανόλης μέσω αλκοολικής ζύμωσης αφού πρώτα λάμβανε χώρα κατάλληλη προεπεξεργασία (είτε με αλκαλική υδρόλυση είτε με όξινη υδρόλυση) ώστε να ακολουθήσει η ενζυμική υδρόλυση. Για κάθε κύκλο πειραμάτων σχεδιάστηκε ένα παραγοντικό πείραμα 22 με 2 ρυθμιστικούς παράγοντες και δύο παράγοντες αριστοποίησης. Στόχος του παραγοντικού σχεδιασμού ήταν να εξεταστεί η επίδραση των ρυθμιστικών παραγόντων στους παράγοντες αριστοποίησης. Ο ένας ρυθμιστικός παράγοντας ήταν η ποσότητα του ενζύμου CellicCtec2 και ο δεύτερος η συγκέντρωση του χημικού μέσου (είτε η συγκέντρωση του NaOH, είτε η συγκέντρωση του H2SO4). Οι 2 παράγοντες αριστοποίησης που εξετάστηκαν ήταν η απόδοση σακχαροποίησης και η απόδοση αιθανόλης σε σχέση με τη θεωρητική. Τα βέλτιστα αποτελέσματα για την βιοαιθανόλη ήταν 5.705 g/L αιθανόλης, 72.59 % απόδοση σακχαροποίησης και 35.23% απόδοση αιθανόλης με όξινη προεπεξεργασία χρησιμοποιώντας Η2SO4 3% w/v, 500 μL/gκυτταρίνης CellicCtec2 και φόρτιση στερεών 10%. Όσο αφορά το βιοαέριο, το βέλτιστο πείραμα οδήγησε στην παραγωγή 267.1 mL βιοαέριο/ g ξηρού υποστρώματος και προήλθε από την αναερόβια χώνευση με υπόστρωμα το υπόλειμμα ζύμωσης του αλκαλικού κύκλου. Συμπερασματικά, η αξιοποίηση των κλαδεμάτων προς παραγωγή βιοκαυσίμων είναι τεχνικά εφικτή αν και οι αποδόσεις που επιτυγχάνονται δεν είναι αρκετά υψηλές. Ωστόσο για την αξιοποίηση των συγκεκριμένων βιοαποβλήτων προς παραγωγή βιοκαυσίμων, θα πρέπει να συνεκτιμηθούν για την κάθε περίπτωση ξεχωριστά και οικονομοτεχνικοί παράγοντες όπως κόστος ενζύμων, χημικών, ενέργειας κλπ. (EL)

Κλαδέματα (EL)

Βιοαέριο (EL)

Βιοαιθανόλη (EL)

Αναερόβια χώνευση (EL)

Αλκοολική ζύμωση (EL)

Alcoholic fermentation (EN)

Prunings (EN)

Bioethanol (EN)

Biogas (EN)

Anaerobic digestion (EN)

Greek

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών (EL)

Default License

National Technical University of Athens

Digital Library of National Technical University of Athens | Dspace@NTUA

Κεντρική Βιβλιοθήκη Ε.Μ.Π.

Ιδρυματικό Αποθετήριο

Διπλωματικές Εργασίες