| Περίληψη: | Η αύξηση του πληθυσμού της Γης και η έντονη βιομηχανική δραστηριότητα, αφενός απαιτούν υψηλή κατανάλωση ενέργειας, αφετέρου παράγουν μεγάλους όγκους αποβλήτων. Ως αποτέλεσμα, το ενδιαφέρον πολλών ερευνητών έχει στραφεί τόσο στην παραγωγή εναλλακτικών μορφών ενέργειας όσο και στους τρόπους απορρύπανσης των αποβλήτων.
Η καλλιέργεια μικροφυκών σε υγρά απόβλητα τόσο του βιομηχανικού και αστικού τομέα όσο και της γεωργοκτηνοτροφίας και της βιομηχανίας τροφίμων διαφαίνεται να αποτελεί τα τελευταία χρόνια μια σημαντική και συνδυαστική λύση των προαναφερομένων προβλημάτων. Συγκεκριμένα, η καλλιέργεια μικροφυκών στα απόβλητα έχει διττό σκοπό: από τη μία οδηγεί στην παραγωγή βιοενέργειας ή άλλων προϊόντων υψηλής αξίας από την παραγόμενη βιομάζα και από την άλλη βοηθάει στην απορρύπανση των χρησιμοποιούμενων υγρών αποβλήτων, καθώς οργανικοί και ανόργανοι ρύποι που περιέχονται σε αυτά μπορούν να αποτελέσουν θρεπτικά συστατικά για την καλλιέργεια των μικροφυκών.
Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία η βιομάζα που προκύπτει μπορεί να εκχυλιστεί με έναν μη αναμειγνυόμενο με το νερό διαλύτη για την ανάκτηση των λιπαρών οξέων που υπάρχουν σε αυτήν, τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε βιοντίζελ με αξιοποίηση της υπάρχουσας τεχνολογίας. Η βιομάζα, πέρα από τα λιπίδια, αποτελεί και μια πιθανή πηγή χρήσιμων υποστρωμάτων διαθέσιμα για ζύμωση που οδηγεί στην παραγωγή βιοαιθανόλης. Παρόλο που οι αναφορές για την παραγωγή βιοαιθανόλης από τα μικροφύκη είναι περιορισμένες, εντοπίζονται αρκετά πλεονεκτήματα της διεργασίας αυτής, όπως η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και η απλοποιημένη διεργασία της ζύμωσης σε σύγκριση με την παραγωγή βιοντίζελ από μικροφύκη. Ωστόσο, η παραγωγή βιοαιθανόλης από μικροφύκη είναι ακόμα υπό μελέτη, χωρίς η τεχνολογία αυτή να έχει περάσει ακόμη σε βιομηχανική κλίμακα.
Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η διερεύνηση όλων εκείνων των παραμέτρων (όπως βέλτιστες συνθήκες υδρόλυσης και ζύμωσης, είδος επεξεργαζόμενο υγρού αποβλήτου, κ.α.), προκειμένου να επιτευχθούν οι μέγιστες αποδόσεις παραγωγής βιοαιθανόλης που θα οδηγήσουν σε βελτιωμένη σχέση κόστους-αποδοτικότητας και ως εκ τούτου, στην αποτελεσματική εμπορική εφαρμογή των βιοκαυσίμων που παράγονται.
Για την καλλιέργεια μικροφυκών σε απόβλητα χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα διαφορετικά είδη υγρών αποβλήτων όπως απόβλητα τυροκομείου, οινοποιείου, μείξη αποβλήτων οινοποιείου - σταφιδοποιίας καθώς και συνθετικό χημικό μέσο. Αρχικά πραγματοποιήθηκε προεπεξεργασία της παραγόμενης βιομάζας, υδρολύοντάς την με θειικό οξύ. Εξετάστηκαν δύο διαφορετικές συγκεντρώσεις θεϊκού οξέος (1.5N , 2.5N) καθώς και τέσσερις διαφορετικοί χρόνοι υδρόλυσης (30’,60’,120’,180’), με σκοπό τη διερεύνηση των βέλτιστων συνθηκών για την επίτευξη της μέγιστης συγκέντρωσης σακχάρων. Στη συνέχεια ακολούθησε ζύμωση των υδρολυμάτων που προέκυψαν, με χρήση του ζυμομύκητα Saccharomyces cerevisiae AXAZ-1 για την παραγωγή βιοαιθανόλης.
Μετρήσεις έδειξαν ότι η μέγιστη παραγόμενη βιοαιθανόλη κυμαινόταν από 32 μέχρι και 111.1 g/l, ανάλογα με το είδος του υποστρώματος. Το γεγονός αυτό αποδεικνύει ότι καλλιέργεια μικροφυκών σε υγρά απόβλητα, αποτελεί μια ελπιδοφόρα πρακτική για την παραγωγή βιοενέργειας. Επίσης, οι σημαντικές απομακρύνσεις οργανικού φορτίου και θρεπτικών συστατικών που παρατηρήθηκαν στα υγρά απόβλητα (οργανικού φορτίου 93%, ολικού αζώτου 78% και ορθοφωσφορικά 99%) δίνει τη δυνατότητα εφαρμογής της μεθόδου αυτής ως στάδιο επεξεργασίας υγρών αποβλήτων.
|
|---|
