Βιοσταθεροποίηση στερεών αποβλήτων ελαιοτριβείου μέσω στερεής ζύμωσης με χρήση μυκήτων

• Κύριος συγγραφέας: Γιώτης, Αινείας - Αλέξανδρος
• Άλλοι συγγραφείς: Giotis, Aineias - Alexandros
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Στερεά υπολείμματα υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου; Μύκητες λευκής σήψης; ‘Όξινη υδρόλυση; Λιγνινοκυτταρινούχα βιομάζα; Υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης; Solid fraction of olive mill wastewater; White rot fungi; Acid hydrolysis; Lignocellulosic biomass; High performance liquid chromatography

Κατά την παραγωγή του ελαιολάδου σε τριφασικό ελαιοτριβείο, προκύπτει ένα υγρό παραπροϊόν (απόβλητο) το οποίο αποτελεί σοβαρό οικολογικό πρόβλημα αν αποτεθεί στο περιβάλλον χωρίς επεξεργασία, αφού λόγω της τοξικότητάς του χαρακτηρίζεται από υψηλό οργανικό και φαινολικό φορτίο. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, προτείνεται μια βιολογική μέθοδος διαχείρισης του αποβλήτου, μέσω αποικοδόμησης των τοξικών οργανικών συστατικών του, με χρήση μυκήτων, κάνοντας τη διάθεσή τους προς το έδαφος ευκολότερη και πιο ασφαλέστερη. Συγκεκριμένα, για τις ανάγκες του πειράματος, χρησιμοποιήθηκε ως υπόστρωμα το στερεό ίζημα υγρού αποβλήτου ελαιοτριβείου τριών φάσεων το οποίο αναμίχθηκε με τεμαχισμένα υπολείμματα κλαδεμάτων ελαιόδεντρου, στο οποίο πραγματοποιήθηκε ζύμωση στερεής κατάστασης (SSF) με τη χρήση των μυκήτων λευκής σήψης (WRF). Οι μύκητες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι εξής πέντε: 1. Abortiporus biennis, 2. Agrocybe cylindracea, 3. Phanerochaete chrysosporium, 4. Pleurotus citrinopileatus και 5. Ganoderma lucidum. Καθώς ο κάθε μύκητας είχε διαφορετικό ρυθμό ανάπτυξης η επώαση διήρκησε έως 45 ημέρες για τα στελέχη των ειδών A. biennis και P. chrysosporium και έως 65 ημέρες για τα στελέχη των ειδών Agrocybe cylindracea, Phanerochaete Pleurotus citrinopileatus και Ganoderma lucidum. Ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης κάθε στελέχους και σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα, καταστρέφονταν τέσσερις επαναλήψεις από κάθε επέμβαση, με σκοπό τον προσδιορισμό διαφόρων παραμέτρων σχετικών με τον ρυθμό αποδόμησης του αποβλήτου και τις βιοχημικές διεργασίες του εκάστοτε μύκητα. Στο κυρίως μέρος των πειραμάτων έγινε προσδιορισμός και μέτρηση αρχικά του ρυθμού ανάπτυξης, του δείκτη βλαστικότητας, του αποχρωματισμού και της συγκέντρωσης των φαινολικών για κάθε στέλεχος, των οργανικών και ανόργανων στοιχείων της βιομάζας, κάθε χρονική στιγμή και οι τελικές μετρήσεις σε όλο το πείραμα προκύπτουν από το μέσο όρο των τεσσάρων επαναλήψεων. Συγκεκριμένα στη βιομάζα, έγινε προσδιορισμός της μεταβολής των ολικών στερεών (TS), των πτητικών στερών (VS), του ξηρού βάρους (ODW), της τέφρας, του ολικού οργανικού άνθρακα (TOC). Κατόπιν, των τιμών του καλίου (Κ) και του φωσφόρου (Ρ), και έπειτα προσδιορίστηκε το ολικό άζωτο κατά Kjeldahl (ΤΚΝ). Στην τελική φάση των πειραμάτων, προσδιορίστηκε η μεταβολή της λιγνίνης και των σακχάρων σε σχέση με την ποσότητα ξηρού βάρους του υποστρώματος. Συμπερασματικά, τα υποστρώματα χάνουν σημαντικό ποσοστό της μάζας τους (περίπου 35-50%) εξαιτίας μεταβολικών διεργασιών, της ανάπτυξης των μυκήτων και της εξάτμισης του νερού. Έτσι με το πέρασμα του χρόνου, καθώς μειώνεται η συνολική οργανική ύλη (μάζα) του υποστρώματος (λόγος VS/TS) και ταυτόχρονα μειώνεται και ο συνολικός οργανικός άνθρακας (TOC), που καταναλώνεται από τους μύκητες, που απελευθερώνεται στο περιβάλλον με την μορφή διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και εμφανίζεται αύξηση της περιεκτικότητας σε ανόργανα στοιχεία όπως το Κάλιο, ο Φώσφορος και το Άζωτο. Τα παραπάνω διαφέρουν ανάλογα με τον μύκητα και την ανάπτυξη του. Σε όλα τα πειράματα παρατηρείται μείωση των οργανικών εκχυλισμάτων. Η μείωση αυτή οφείλεται στη μείωση συγκέντρωσης των ολικών φαινολικών. Το ποσοστό ημικυτταρίνης παραμένει σχεδόν σταθερό σε όλες τις μετρήσεις. Η μεγαλύτερη απολιγνινοποίηση στο δείγμα εμφανίζεται στο υποστρώμα όπου χρησιμοποιoούνται τα είδη P.citrinopileatus και A.biennis. Στην περίπτωση του μύκητα Pleurotus citrinopileatus εμφανίζεται αύξηση στο ποσοστό κυτταρίνης. Στην περίπτωση του μύκητα P.chrysosporium εμφανίζεται σταθερή μεταβολή των ποσοστών λιγνίνης, κυτταρίνης και ημικυτταρίνης οδηγώντας στο συμπέρασμα πως ο μύκητας επιδρά με παρόμοιο τρόπο και στα τρία συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος. Τον μεγαλύτερο ρυθμό ανάπτυξης είχαν τα είδη A. biennis και P.chrysosporium, δείκτη βλαστικότητας το είδος P.citrinopileatus, αποχρωματισμό τα είδη A. biennis, P.citrinopileatus και G.lucidum, όπως και την μεγαλύτερη αποφαινολοποίηση. Τα αποτελέσματα και οι μετρήσεις θα χρησιμοποιηθούν σε συνεργασία με το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών ώστε να υπάρξει μια συγκεντρωτική εικόνα για την επίδραση των μυκήτων τόσο στα υγρά απόβλητα ελαιοτρβείου, όσο και στο στερεό υπόλειμμα τους, έτσι ώστε να διεξαχθούν συμπεράσματα για το ποιος μύκητας είναι πιο αποδοτικός στην αποτοξικοποιήση τους.