Παραγωγή βιο-υδρογόνου από τροφικά απόβλητα
| datacite.contributor.RelatedPerson | Κούκος, Ιωάννης | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Παρασκευά, Χριστάκης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Λυμπεράτος, Γεράσιμος | |
| dc.contributor.author | Γαβριελάτος, Γεώργιος | |
| dc.contributor.other | Gavrielatos, Georgios | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-13T08:47:54Z | |
| dc.date.available | 2025-10-13T08:47:54Z | |
| dc.date.issued | 2025-10-10 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.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. | |
| dc.description.translatedabstract | Global climate change caused by increased carbon dioxide emissions, along with concerns about the depletion of fossil fuel reserves, has sparked growing interest in alternative energy strategies. In this context, hydrogen has emerged as one of the most attractive energy carriers, since it is clean, has high energy efficiency (122 kJ/g), and its production through biological meth ods has the potential to eliminate the environmental burden caused by using conventional fossil fuels. The production of biohydrogen from food waste represents a particularly promising field in renewable energy and waste management. Food waste, originating mainly from household, com mercial, and industrial activities, contains rich amounts of organic matter that can be utilized for energy purposes through biological processes. One of the most environmentally friendly technol ogies is dark fermentation, in which microorganisms break down organic components and pro duce hydrogen as the main product. Biohydrogen is a clean form of energy, as its combustion emits no carbon dioxide, only water. This characteristic makes it particularly attractive for addressing climate change and for the tran sition to a low-carbon economy. The conversion of food waste into biohydrogen also contributes to reducing the volume of waste that ends up in landfills, thereby limiting environmental impacts and methane emissions. In this thesis, the coexistence of food waste with municipal wastewater was investigated. Spe cifically, the possibility of diluting food waste with municipal sewage instead of water was studied, as well as the effect of the final mixture on fermentative hydrogen production. The food waste was collected from two local open-air markets in Patras. The process was carried out in Continu ous Stirred Tank Reactors (CSTR), operated under mesophilic conditions and at different hydraulic retention times (HRT). It was observed that coexistence with municipal sewage was not ideal in this experiment. On the contrary, dilution with tap water showed satisfactory yields of biogas and hydrogen produc tion. Based on the experimental results, it appears that an HRT of around 24 hours and minimal dilution favor the process. Finally, the solid residue of food waste was utilized for methane pro duction in batch reactors. The results were satisfactory, allowing for the full utilization of all avail able resources. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/30568 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | CC0 1.0 Universal | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | |
| dc.subject | Βιο-υδρογόνο | |
| dc.subject | Ζυμωτική παραγωγή | |
| dc.subject | Τροφικά απόβλητα | |
| dc.subject.alternative | Bio-hydrogen | |
| dc.subject.alternative | Dark fermentation | |
| dc.subject.alternative | Food waste | |
| dc.title | Παραγωγή βιο-υδρογόνου από τροφικά απόβλητα | |
| dc.title.alternative | Bio-hydrogen production from food waste |