Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων
Η παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη και η έντονη πληθυσμιακή αύξηση τις τελευταίες δεκαετίες έχουν συμβάλει στην αύξηση της παραγωγής αστικών στερεών αποβλή- των (ΑΣΑ). Η διαχείριση των ΑΣΑ δεν αποτελεί μόνο ένα σοβαρό περιβαλλοντικό ζήτημα, αλλά και μείζον κοινωνικό πρόβλημα. Η αύξηση των ΑΣΑ σε όλο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13623 |
| id |
nemertes-10889-13623 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Παραγωγή υδρογόνου Απόβλητα Αστικά στερεά απόβλητα Hydrogen production Waste Solid waste production (MSW) 662.88 |
| spellingShingle |
Παραγωγή υδρογόνου Απόβλητα Αστικά στερεά απόβλητα Hydrogen production Waste Solid waste production (MSW) 662.88 Παπαδιονυσίου, Μαρίνα Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων |
| description |
Η παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη και η έντονη πληθυσμιακή αύξηση τις τελευταίες
δεκαετίες έχουν συμβάλει στην αύξηση της παραγωγής αστικών στερεών αποβλή-
των (ΑΣΑ). Η διαχείριση των ΑΣΑ δεν αποτελεί μόνο ένα σοβαρό περιβαλλοντικό
ζήτημα, αλλά και μείζον κοινωνικό πρόβλημα. Η αύξηση των ΑΣΑ σε όλο τον κόσμο
δημιουργεί σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα, ιδιαίτερα στις αναπτυσσόμενες
χώρες, όπου δεν είναι εφικτή η διαχείριση λόγω έλλειψης οικονομικού και τεχνικού
πλαισίου. Στην Ελλάδα, τα τελευταία χρόνια έχουν καταβληθεί σημαντικές προσπά-
θειες για την εφαρμογή ολοκληρωμένων συστημάτων διαχείρισης. Ωστόσο, τα απο-
τελέσματα δεν είναι τα αναμενόμενα, λόγω του επιπέδου των υποδομών όσο και της
ανεπαρκούς λειτουργίας των διαχειριστικών υπηρεσιών, καθώς και της ελλιπούς
συμμετοχής, της ενημέρωσης και της ευαισθητοποίησης του κοινού σε σχετικά ζη-
τήματα.
Ένα μεγάλο ποσοστό των ΑΣΑ τόσο στις ανεπτυγμένες όσο και στις αναπτυσ-
σόμενες χώρες, συνιστούν τα απόβλητα τροφίμων και πανών, τα οποία παρότι έ-
χουν υψηλό οργανικό φορτίο, αποτελούν εύκολα βιοαποικοδομήσιμα οργανικά υπο-
στρώματα. Στο πλαίσιο αυτό, σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της
απόδοσης ενός μονοβάθμιου συστήματος αναερόβιας ζύμωσης ΑΣΑ, σε διαφορετι-
κές τιμές pH. Η αναερόβια ζύμωση πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρες διαλείπο-
ντος έργου, σε μεσόφιλες συνθήκες και σε pH 4-7. Υπόστρωμα της διεργασίας απο-
τέλεσε ένα μίγμα τροφίμων ακατάλληλων για βρώση σε συνδυασμό με υδρόλυμα
χρησιμοποιημένων πανών ενηλίκων. Το υπόστρωμα υποβλήθηκε σε θερμική και
χημική προεπεξεργασία. Τα κύρια μεταβολικά προϊόντα που παρήχθησαν ήταν το
οξικό και το βουτυρικό οξύ, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις παρατηρήθηκε επίσης η
παραγωγή αιθανόλης, προπιονικού και γαλακτικού οξέος. Στο pH 7 παρατηρήθηκε
η μέγιστη συνολική συγκέντρωση των πτητικών λιπαρών οξέων (VFAs), 13.438 g/L
και η μικρότερη παραγωγή βιοαερίου, 0.557 L. Επιπρόσθετα, η μέγιστη παραγωγή
βιοαερίου επιτελέστηκε στο pH 6, με συνολική παραγωγή υδρογόνου 3,4 L, ενώ στο
pH 4 η παραγωγή VFAs και υδρογόνου ήταν μηδενική. Τέλος, σημειώθηκε υψηλή
κατανάλωση υδατανθράκων, αγγίζοντας το 91.9%. |
| author2 |
Κορνάρος, Μιχαήλ |
| author_facet |
Κορνάρος, Μιχαήλ Παπαδιονυσίου, Μαρίνα |
| format |
Thesis |
| author |
Παπαδιονυσίου, Μαρίνα |
| author_sort |
Παπαδιονυσίου, Μαρίνα |
| title |
Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων |
| title_short |
Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων |
| title_full |
Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων |
| title_fullStr |
Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων |
| title_full_unstemmed |
Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων |
| title_sort |
βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13623 |
| work_keys_str_mv |
AT papadionysioumarina biotechnologikēaxiopoiēsēchrēsimopoiēmenōnpanōnkaitrophimōnakatallēlōngiabrōsēprosparagōgēydrogonoukaiorganikōnoxeōn |
| _version_ |
1771297287869300736 |
| spelling |
nemertes-10889-136232022-09-05T20:15:27Z Βιοτεχνολογική αξιοποίηση χρησιμοποιημένων πανών και τροφίμων ακατάλληλων για βρώση προς παραγωγή υδρογόνου και οργανικών οξέων - Παπαδιονυσίου, Μαρίνα Κορνάρος, Μιχαήλ Παρασκευά, Χρηστάκη Μαντζαβίνος, Διονύσιος Papadionysiou, Marina Παραγωγή υδρογόνου Απόβλητα Αστικά στερεά απόβλητα Hydrogen production Waste Solid waste production (MSW) 662.88 Η παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη και η έντονη πληθυσμιακή αύξηση τις τελευταίες δεκαετίες έχουν συμβάλει στην αύξηση της παραγωγής αστικών στερεών αποβλή- των (ΑΣΑ). Η διαχείριση των ΑΣΑ δεν αποτελεί μόνο ένα σοβαρό περιβαλλοντικό ζήτημα, αλλά και μείζον κοινωνικό πρόβλημα. Η αύξηση των ΑΣΑ σε όλο τον κόσμο δημιουργεί σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα, ιδιαίτερα στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπου δεν είναι εφικτή η διαχείριση λόγω έλλειψης οικονομικού και τεχνικού πλαισίου. Στην Ελλάδα, τα τελευταία χρόνια έχουν καταβληθεί σημαντικές προσπά- θειες για την εφαρμογή ολοκληρωμένων συστημάτων διαχείρισης. Ωστόσο, τα απο- τελέσματα δεν είναι τα αναμενόμενα, λόγω του επιπέδου των υποδομών όσο και της ανεπαρκούς λειτουργίας των διαχειριστικών υπηρεσιών, καθώς και της ελλιπούς συμμετοχής, της ενημέρωσης και της ευαισθητοποίησης του κοινού σε σχετικά ζη- τήματα. Ένα μεγάλο ποσοστό των ΑΣΑ τόσο στις ανεπτυγμένες όσο και στις αναπτυσ- σόμενες χώρες, συνιστούν τα απόβλητα τροφίμων και πανών, τα οποία παρότι έ- χουν υψηλό οργανικό φορτίο, αποτελούν εύκολα βιοαποικοδομήσιμα οργανικά υπο- στρώματα. Στο πλαίσιο αυτό, σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της απόδοσης ενός μονοβάθμιου συστήματος αναερόβιας ζύμωσης ΑΣΑ, σε διαφορετι- κές τιμές pH. Η αναερόβια ζύμωση πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρες διαλείπο- ντος έργου, σε μεσόφιλες συνθήκες και σε pH 4-7. Υπόστρωμα της διεργασίας απο- τέλεσε ένα μίγμα τροφίμων ακατάλληλων για βρώση σε συνδυασμό με υδρόλυμα χρησιμοποιημένων πανών ενηλίκων. Το υπόστρωμα υποβλήθηκε σε θερμική και χημική προεπεξεργασία. Τα κύρια μεταβολικά προϊόντα που παρήχθησαν ήταν το οξικό και το βουτυρικό οξύ, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις παρατηρήθηκε επίσης η παραγωγή αιθανόλης, προπιονικού και γαλακτικού οξέος. Στο pH 7 παρατηρήθηκε η μέγιστη συνολική συγκέντρωση των πτητικών λιπαρών οξέων (VFAs), 13.438 g/L και η μικρότερη παραγωγή βιοαερίου, 0.557 L. Επιπρόσθετα, η μέγιστη παραγωγή βιοαερίου επιτελέστηκε στο pH 6, με συνολική παραγωγή υδρογόνου 3,4 L, ενώ στο pH 4 η παραγωγή VFAs και υδρογόνου ήταν μηδενική. Τέλος, σημειώθηκε υψηλή κατανάλωση υδατανθράκων, αγγίζοντας το 91.9%. Global economic development and intense population growth over the last dec- ades have contributed to increasing municipal solid waste production (MSW). MSW management is not only a serious environmental issue but also a major social prob- lem. Increasing MSW worldwide creates significant environmental problems, partic- ularly in developing countries, where management can’t be managed due to a lack of economic and technical background. In Greece, significant efforts have been made in recent years to implement integrated management systems. However, the results are not as expected due to the level of background and the poor functioning of the management services, as well as lack of participation, information and public awareness on relevant issues. A large proportion of MSW in both developed and developing countries con- sists of food and diaper waste, which although they have a high organic load, repre- sent easily biodegradable organic substrates. In this regard, the purpose of the pre- sent thesis was to study the performance of a single-stage anaerobic fermentation system, treating MSW, at different pH values. The anaerobic fermentation was per- formed in batch reactors, under mesophilic conditions and at pH 4-7. The substrate of the process was a mixture of food waste with hydrolysate of used adult diapers. The substrate was subjected to thermal and chemical pretreatment. The main met- abolic products produced were acetic and butyric acid, while in some cases the pro- duction of ethanol, propionic and lactic acid was also observed. At pH 7, the maxi- mum concentration of total volatile fatty acids (VFAs), 13.438 g/L and the lowest biogas production of 0.557 L. were observed. In addition, maximum biogas produc- tion was achieved at pH 6 with a total hydrogen production of 3.4 L, while at pH 4 zero production of VFAs and hydrogen was observed. Finally, high carbohydrate consumption was demonstrated, reaching 91.9%. 2020-07-13T09:30:49Z 2020-07-13T09:30:49Z 2019-06-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13623 gr 12 application/pdf |
