Παραγωγή βιο-υδρογόνου από τροφικά απόβλητα
Loading...
Date
2025-10-10
Authors
Γαβριελάτος, Γεώργιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παγκόσμια κλιματική αλλαγή λόγω των αυξημένων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, μαζί με τις ανησυχίες για την εξάντληση των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων, έχει προκαλέσει αυξημένο ενδιαφέρον για εναλλακτικές ενεργειακές στρατηγικές. Σε αυτό το πλαίσιο, το υδρογόνο έχει καταστεί ένας από τους πιο ελκυστικούς ενεργειακούς φορείς, καθώς είναι καθαρό, έχει υψηλή ενεργειακή απόδοση (122 kJ/g), και η παραγωγή του μέσω βιολογικών μεθόδων έχει τη δυνατότητα να εξαλείψει την περιβαλλοντική επιβάρυνση που προκαλείται από τη χρήση συμβατικών ορυκτών καυσίμων. Η παραγωγή βιο- υδρογόνου από τροφικά απόβλητα αποτελεί ένα ιδιαίτερα υποσχόμενο πεδίο στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και της διαχείρισης απορριμμάτων. Τα τροφικά απόβλητα, που προέρχονται κυρίως από οικιακές, εμπορικές και βιομηχανικές δραστηριότητες, περιέχουν πλούσιες ποσότητες οργανικής ύλης, η οποία μπορεί να αξιοποιηθεί ενεργειακά μέσω βιολογικών διεργασιών. Μία από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες είναι η σκοτεινή ζύμωση, κατά την οποία μικροοργανισμοί διασπούν τα οργανικά συστατικά και παράγουν υδρογόνο ως κύριο προϊόν. Το βιο- υδρογόνο αποτελεί μια καθαρή μορφή ενέργειας, καθώς κατά την καύση του δεν εκπέμπει διοξείδιο του άνθρακα, αλλά μόνο νερό. Αυτό το χαρακτηριστικό το καθιστά ιδιαίτερα ελκυστικό για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και τη μετάβαση σε μια οικονομία χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Η μετατροπή των απορριμμάτων τροφίμων σε βιο- υδρογόνο συμβάλλει επίσης στη μείωση του όγκου των αποβλήτων που καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής, περιορίζοντας τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και τις εκπομπές μεθανίου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκε η συμβίωση των τροφικών αποβλήτων με τα υγρά αστικά απόβλητα. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η δυνατότητα αραίωσης των τροφικών αποβλήτων με αστικό λύμα, αντί του νερού, καθώς και η επίδραση του τελικού μίγματος στη ζυμωτική παραγωγή υδρογόνου. Τα τροφικά απόβλητα συλλέχθηκαν από δύο τοπικές υπαίθριες αγορές της Πάτρας. Η διεργασία πραγματοποιήθηκε σε αντιδραστήρες συνεχούς λειτουργίας με ανάδευση (Continuous Stirred Tank Reactor – CSTR) οι οποίοι λειτούργησαν σε μεσόφιλες συνθήκες και σε διαφορετικούς υδραυλικούς χρόνους παραμονής (HRT). Παρατηρήθηκε ότι η συμβίωση με αστικό λύμα δεν ήταν η ιδανική στο συγκεκριμένο πείραμα. Αντιθέτως, η αραίωση με νερό βρύσης εμφάνισε ικανοποιητικές αποδόσεις παραγόμενου βιοαερίου και υδρογόνου. Από τα πειραματικά αποτελέσματα, φαίνεται ότι ο HRT ίσος με 24 h και η ελάχιστη αραίωση ευνοούν τη διεργασία. Τέλος, το στερεό υπόλειμμα των τροφικών αποβλήτων αξιοποιήθηκε προς παραγωγή μεθανίου σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν ικανοποιητικά, έτσι ώστε να αξιοποιηθούν πλήρως όλοι οι διαθέσιμοι πόροι.
Description
Keywords
Βιο-υδρογόνο, Ζυμωτική παραγωγή, Τροφικά απόβλητα