Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου
Το τυρόγαλα αποτελεί ένα σημαντικό απόβλητο που δημιουργεί σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Αποτελεί παραπροϊόν για τις γαλακτοβιομηχανίες και συγκεκριμένα αντιπροσωπεύει το 85% με 95% της αρχικής ποσότητας του γάλατος. Ταυτόχρονα, η επιστημονική κοινότητα αναζητά μεθόδους παρασκευής καυσίμων από τ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15356 |
| id |
nemertes-10889-15356 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Τεχνο-οικονομική μελέτη Τυρόγαλα Βιο-μεθάνιο Βιο-υδρογόνο Cheese whey Biomethane Biohydrogen |
| spellingShingle |
Τεχνο-οικονομική μελέτη Τυρόγαλα Βιο-μεθάνιο Βιο-υδρογόνο Cheese whey Biomethane Biohydrogen Σπανός, Μιχαήλ-Παναγιώτης Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου |
| description |
Το τυρόγαλα αποτελεί ένα σημαντικό απόβλητο που δημιουργεί σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Αποτελεί παραπροϊόν για τις γαλακτοβιομηχανίες και συγκεκριμένα αντιπροσωπεύει το 85% με 95% της αρχικής ποσότητας του γάλατος. Ταυτόχρονα, η επιστημονική κοινότητα αναζητά μεθόδους παρασκευής καυσίμων από την επεξεργασία αποβλήτων. Το τυρόγαλα αποτελεί μια καλή πρώτη ύλη από την οποία μπορεί να παραχθεί βιο – μεθάνιο και βιο – υδρογόνο. Επιπρόσθετα, οι τεχνοοικονομικές αναλύσεις και τα μοντέλα βελτιστοποίησης είναι κρίσιμα για τον σχεδιασμό βιομηχανικής κλίμακας διεργασιών και την αξιολόγηση της βιωσιμότητάς τους.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται ο σχεδιασμός μονάδας επεξεργασίας τυρογάλατος. Στη μελέτη θεωρήθηκαν δύο σενάρια, όπου σε κάθε σενάριο χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικά σετ δεδομένων. Επιπλέον, για κάθε σενάριο, πάρθηκαν διαφορετικές περιπτώσεις δυναμικότητας τροφοδοσίας τυρογάλατος 10 t d-1 , 100 t d-1 και 1000 t d-1 . Από πρόσφατο άρθρο γίνεται γνωστό πως στην Ελλάδα μια μεγάλη βιομηχανία παράγει ημερησίως 100 τόνους τυρογάλατος.
Αρχικά, το ρεύμα τυρογάλατος εισέρχεται στο ζυμωτήρα, όπου γίνεται η παραγωγή του βιο – υδρογόνου. Το αέριο μίγμα βιο – υδρογόνο οδηγείται σε καυστήρα με στόχο την παραγωγή ενός μέρους ηλεκτρικής ενέργειας και ενός μέρους θερμότητας. Η παραγόμενη ενέργεια χρησιμοποιείται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της μονάδας. Το ρεύμα που εξέρχεται από το ζυμωτήρα εισέρχεται στον αντιδραστήρα αναερόβιας χώνευσης με σκοπό την παραγωγή βιο – αερίου. Το βιοαέριο που παράχθηκε, καθαρίζεται ώστε το βιο - μεθάνιο υψηλής καθαρότητας (95%) να πουληθεί είτε ως καύσιμο κίνησης, είτε στο δίκτυο αερίου.
Από όλες τις περιπτώσεις που αναλύθηκαν, η καλύτερη ελάχιστη τιμή πώλησης προέκυψε για το πρώτο σενάριο και δυναμικότητα τροφοδοσίας 1000 t d-1 . Ωστόσο η τιμή 1.47 $ m-3 βιο – μεθανίου που προέκυψε είναι σχεδόν δυόμιση φορές πάνω από την τιμή της αγοράς του μεθανίου και άρα η επένδυση κρίνεται ασύμφορη. |
| author2 |
Spanos, Michael-Panagiotis |
| author_facet |
Spanos, Michael-Panagiotis Σπανός, Μιχαήλ-Παναγιώτης |
| author |
Σπανός, Μιχαήλ-Παναγιώτης |
| author_sort |
Σπανός, Μιχαήλ-Παναγιώτης |
| title |
Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου |
| title_short |
Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου |
| title_full |
Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου |
| title_fullStr |
Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου |
| title_full_unstemmed |
Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου |
| title_sort |
τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15356 |
| work_keys_str_mv |
AT spanosmichaēlpanagiōtēs technooikonomikēmeletēmonadasparagōgēsbiomethanioukaibioydrogonouapoapoblētatyrokomeiou AT spanosmichaēlpanagiōtēs technoeconomicstudyofaunitfortheproductionofbiomethaneandbiohydrogenfromcheesewhey |
| _version_ |
1771297334515204096 |
| spelling |
nemertes-10889-153562022-09-05T20:30:17Z Τεχνοοικονομική μελέτη μονάδας παραγωγής βιο-μεθανίου και βιο-υδρογόνου από απόβλητα τυροκομείου Techno-economic study of a unit for the production of biomethane and bio-hydrogen from cheese whey Σπανός, Μιχαήλ-Παναγιώτης Spanos, Michael-Panagiotis Τεχνο-οικονομική μελέτη Τυρόγαλα Βιο-μεθάνιο Βιο-υδρογόνο Cheese whey Biomethane Biohydrogen Το τυρόγαλα αποτελεί ένα σημαντικό απόβλητο που δημιουργεί σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Αποτελεί παραπροϊόν για τις γαλακτοβιομηχανίες και συγκεκριμένα αντιπροσωπεύει το 85% με 95% της αρχικής ποσότητας του γάλατος. Ταυτόχρονα, η επιστημονική κοινότητα αναζητά μεθόδους παρασκευής καυσίμων από την επεξεργασία αποβλήτων. Το τυρόγαλα αποτελεί μια καλή πρώτη ύλη από την οποία μπορεί να παραχθεί βιο – μεθάνιο και βιο – υδρογόνο. Επιπρόσθετα, οι τεχνοοικονομικές αναλύσεις και τα μοντέλα βελτιστοποίησης είναι κρίσιμα για τον σχεδιασμό βιομηχανικής κλίμακας διεργασιών και την αξιολόγηση της βιωσιμότητάς τους. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται ο σχεδιασμός μονάδας επεξεργασίας τυρογάλατος. Στη μελέτη θεωρήθηκαν δύο σενάρια, όπου σε κάθε σενάριο χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικά σετ δεδομένων. Επιπλέον, για κάθε σενάριο, πάρθηκαν διαφορετικές περιπτώσεις δυναμικότητας τροφοδοσίας τυρογάλατος 10 t d-1 , 100 t d-1 και 1000 t d-1 . Από πρόσφατο άρθρο γίνεται γνωστό πως στην Ελλάδα μια μεγάλη βιομηχανία παράγει ημερησίως 100 τόνους τυρογάλατος. Αρχικά, το ρεύμα τυρογάλατος εισέρχεται στο ζυμωτήρα, όπου γίνεται η παραγωγή του βιο – υδρογόνου. Το αέριο μίγμα βιο – υδρογόνο οδηγείται σε καυστήρα με στόχο την παραγωγή ενός μέρους ηλεκτρικής ενέργειας και ενός μέρους θερμότητας. Η παραγόμενη ενέργεια χρησιμοποιείται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της μονάδας. Το ρεύμα που εξέρχεται από το ζυμωτήρα εισέρχεται στον αντιδραστήρα αναερόβιας χώνευσης με σκοπό την παραγωγή βιο – αερίου. Το βιοαέριο που παράχθηκε, καθαρίζεται ώστε το βιο - μεθάνιο υψηλής καθαρότητας (95%) να πουληθεί είτε ως καύσιμο κίνησης, είτε στο δίκτυο αερίου. Από όλες τις περιπτώσεις που αναλύθηκαν, η καλύτερη ελάχιστη τιμή πώλησης προέκυψε για το πρώτο σενάριο και δυναμικότητα τροφοδοσίας 1000 t d-1 . Ωστόσο η τιμή 1.47 $ m-3 βιο – μεθανίου που προέκυψε είναι σχεδόν δυόμιση φορές πάνω από την τιμή της αγοράς του μεθανίου και άρα η επένδυση κρίνεται ασύμφορη. Cheese whey is a very important effluent that causes serious environmental problems. It is a by – product for the dairy industries, and specifically represents the 85% - 95% of the initial quantity of the milk. In the same time, the scientific community searches for fuel production methods, from the pro-cess of effluents. Cheese whey is considered a very good raw material, from which bio – methane and bio – hydrogen can be produced. In addition, the technoeconomic analysis and the optimization mod-els are critical for the industrial design and the evaluation of their sustainability. In the present bachelor's thesis is being studied the design of a unit of processing cheese whey. In the study there were considered two scenarios, where, in each scenario there were taken different sets of data. Additionally, in each scenario, there were taken different cases of whey feed capacity 10 t d-1 , 100 t d-1 και 1000 t d-1 . In a recent article, it became known that in Greece, one big industry produces 100 tons of cheese whey every day. Firstly, the cheese whey is fed in the fermentation reactor, where the bio – hydrogen production is taking place. To gaseous mix of bio – hydrogen is led to the burner, with aim of producing a part of electricity and a part of heat. The produced energy is used for the cover of the energy needs of the unit. The stream that exits from the fermentation reactor, enters the anaerobic digestion reactor with aim of producing biogas. The biogas that was produced, is upgraded to bio – methane of high purity (95%), and is sold as a vehicle fuel or can be used for gas grid injection. From all the cases that were analysed, the best minimum selling price came from the first scenario and for whey feed capacity of 1000 t d-1 . However, the selling price of 1.47 $ m-3 bio – methane that came up is almost two and a half times more than the market price of methane, and so the invest-ment is considered unprofitable. 2021-10-18T06:25:51Z 2021-10-18T06:25:51Z 2021-10-16 http://hdl.handle.net/10889/15356 gr application/pdf |
