Χρήση παραπροϊόντων αγροτοβιομηχανιών για την παραγωγή εμπορικών προϊόντων

• Κύριος συγγραφέας: Πολίτη, Παναγιώτα-Ειρήνη
• Άλλοι συγγραφείς: Καραπαναγιώτη, Χρυσή
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Χημικές ιδιότητες; Φυσικές ιδιότητες; Πορώδη υλικά; Ειδική επιφάνεια; Biochar; Chemical properties; Physical properties; Porosity; Specific surface area; 662.74

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν οι ιδιότητες του biochar ως ροφητικό υλικό. Το biochar είναι μία μορφή ξυλάνθρακα, σταθερή και πλούσια σε άνθρακα. Αποτελεί ένα υποπροϊόν, που παράγεται μέσω πυρόλυσης της βιομάζας. Αυτή η διαδικασία συνίσταται στη θέρμανση της βιομάζας (αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων) με περιορισμένο οξυγόνο σε έναν ειδικά σχεδιασμένο φούρνο. Biochars, από ριζίδια βύνης, πυρολύονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες, με στόχο να αναλυθούν ορισμένα από τα χαρακτηριστικά τους, ώστε να μπορούν να χαρακτηριστούν πλήρως και να χρησιμοποιηθούν για εμπορικούς σκοπούς. Καταρχήν, μετρήθηκε η ειδική επιφάνεια και το πορώδες των υλικών μέσω της ρόφησης/εκρόφησης του αζώτου και της εξίσωσης ΒΕΤ. Μελετήθηκε επιπροσθέτως, η περιεχόμενη υγρασία μέσω θέρμανσης και μέτρησης της μεταβολής του βάρους του κάθε δείγματος. Κατά παρόμοιο τρόπο μετρήθηκε το περιεχόμενο σε τέφρα αλλά και σε πτητική ύλη, και κατ’ επέκταση υπολογίστηκε το ποσοστό του σταθερού άνθρακα. Επιπλέον, προσδιορίστηκε το pH κάθε δείγματος με τη χρήση τόσο απιονισμένου νερού, όσο διαλυμάτων χλωριούχου ασβεστίου και νιτρικού νατρίου. Ακόμα, μετρήθηκε η ηλεκτρική αγωγιμότητα του κάθε δείγματος, υπολογίζοντας έτσι την περιεκτικότητα σε αλάτι. Επίσης, μελετήθηκε η ρόφηση διαλύματος της χρωστικής ουσίας μπλε του μεθυλενίου, μέσω της οποίας μας παρέχεται ένδειξη των μεσοπόρων του biochar. Τέλος, μελετήθηκε η ρόφηση διαλύματος μελάσας, με τη διαφορά ότι αυτή η διαδικασία παρέχει ένδειξη των μακροπόρων του biochar. Στα πειράματα παρατηρήθηκε ότι η μεταβολή της μάζας των δειγμάτων μας σταμάτησε μετά από τρεις ώρες από την παραμονή τους στους 50οC στο φούρνο ξήρανσης. Η περιεχόμενη υγρασία που μετρήσαμε κυμάνθηκε από 6 ως 11%. Η ειδική επιφάνεια των υλικών, που υπολογίστηκε μέσω της εξίσωσης ΒΕΤ, για biochar χαμηλής θερμοκρασίας, είναι αρκετά χαμηλότερη από αυτή των biochar που έχουν πυρολυθεί σε υψηλές θερμοκρασίες. Πιο συγκεκριμένα, για biochar πυρολυμένα στους 350οC, η ειδική επιφάνεια ΒΕΤ είναι 28 m2/g, ενώ για τα δείγματα στους 850οC η ειδική επιφάνεια ΒΕΤ ανέρχεται στα 286 m2/g. Το pH κυμάνθηκε από 7 ως 10, ενώ δεν παρατηρήθηκαν μεγάλες διαφορές στις μετρήσεις με χρήση απιονισμένου νερού, διαλυμάτων χλωριούχου ασβεστίου και νιτρικού νατρίου. Οι τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας των δειγμάτων κυμάνθηκαν από 800 μS/cm ως 2,55 mS/cm, ενώ αυτές μειώθηκαν κατά τη μέτρηση μετά τη δεύτερη έκπλυση με απιονισμένο νερό. Γενικά φαίνεται ότι τα δείγματα που έχουν πυρολυθεί πάνω από τους 750οC έχουν διαφορετική συμπεριφορά από τα άλλα.