Μελέτη αναερόβιας αποδόμησης βιοπλαστικών
Loading...
Date
2024-10-10
Authors
Σχοινάς, Κωνσταντίνος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η διαχείριση των πλαστικών αποβλήτων αποτελεί ένα χρόνιο σημαντικό πρόβλημα το οποίο είναι επιτακτική ανάγκη να περιοριστεί. Αν αναλογιστούμε ότι κάθε έτος παράγονται περίπου 390 εκατομμύρια τόνοι βιοπλαστικού, από τους οποίους η συντριπτική πλειοψηφία καταλήγει σε χωματερές, είναι ωφέλιμο οι επιστήμονες να στραφούν σε μεθόδους αξιοποίησής τους ώστε να προκύψουν από αυτά ενεργειακά και οικονομικά πλεονεκτήματα, μειώνοντας την περιβαλλοντική ρύπανση που προκαλούν. Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη αναερόβιας αποδόμησης βιοπλαστικών, όπου ουσιαστικά μελετήθηκε η παραγωγή βιοαερίου από τη βιοδιασπασιμότητα βιοπλαστικών.
Αρχικά, γίνεται θεωρητική προσέγγιση της αναερόβιας χώνευσης, παρουσιάζονται τα στάδιά της, και αναφέρονται τα βιοπλαστικά και οι κατηγορίες ταξινόμησής τους. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ο κύριος εργαστηριακός εξοπλισμός που αξιοποιήθηκε, οι θεωρητικές αρχές στις οποίες βασίζεται το κάθε όργανο και η χρησιμότητα τους στα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν. Από τα πιο σημαντικά εργαστηριακά μηχανήματα που αξιοποιήθηκαν ήταν το ATR-FTIR, το SEM και το TGA, τα οποία επέτρεψαν να μελετηθεί η δομή των βιοπλαστικών. Ακόμη, μελετήθηκε και η φασματοσκοπία UV-vis, κατά την οποία έγιναν μετρήσεις χαρακτηρισμού υπολειμμάτων τροφής, αν και εν τέλει η έρευνα στράφηκε σε υπόστρωμα αναερόβιας ιλύος από χοιροτροφείο και τα αποτελέσματα των υπολειμμάτων τροφής ερευνηθήκαν για μελλοντικά πειράματα. Καίριο σημείο της διπλωματικής ήταν τα εργαστηριακά μηχανήματα AMPTS II και AMPTS III στα οποία πραγματοποιήθηκαν τα πειράματα αναερόβιας χώνευσης με υπόστρωμα βιοπλαστικών υψηλής καθαρότητας, εμβόλιο αναερόβιας ιλύος, και θρεπτικό μέσο.
Έπειτα, αναλύθηκαν τα αποτελέσματα χαρακτηρισμού του υπολειμμάτων τροφής και μετά εκτενώς τα αποτελέσματα χαρακτηρισμού των βιοπλαστικών υψηλής καθαρότητας. Επίσης, παρουσιάζεται η μέθοδος μέτρησης του Βιοχημικού Δυναμικού παραγωγής Μεθανίου BMP και οι περιβαλλοντικές συνθήκες που την επηρεάζουν, καθώς αναλύονται και τα χαρακτηριστικά και η επεξεργασία της αναερόβιας λάσπης που αξιοποιήθηκε. Τέλος, παρουσιάζονται αναλυτικά όλα τα αποτελέσματα της αναερόβιας αποδόμησης βιοπλαστικών με μεσόφιλες συνθήκες που λήφθηκαν από το AMPTS II και το AMPTS III, καταλήγοντας στο συμπέρασμα πως τα PHA βιοπλαστικά είχαν τη μεγαλύτερη βιοαποδόμηση και παραγωγή βιομεθανίου, τα PLA βιοπλαστικά είχαν μικρή βιοαποδόμηση και μικρές ποσότητες παραγωγής βιομεθανίου, ενώ το PBS βιοπλαστικό δεν βιοαποδομούνταν, παράγοντας από τα δείγματά του μικρές ποσότητες βιομεθανίου μόνο λόγω της αναερόβιας χώνευσης του εμβολίου αναερόβιας ιλύος.
Description
Keywords
Αναερόβια χώνευση, Βιοπλαστικά, Βιομεθάνιο, Βιοαέριο, Χαρακτηρισμός βιοπλαστικών