Αξιολόγηση της υδροθερμικής προεπεξεργασίας στο είδος Phragmites australis για την παραγωγή βιοαερίου μέσω αναερόβιας χώνευσης - Γεωργίου, Ανάργυρος (2024)
Η πρόβλεψη για την αύξηση της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας έως και 35% για την περίοδο 2010 – 2040, σε συνδυασμό με την αυξητική τάση του πληθυσμού που θα προσεγγίσει τα 9 δις ανθρώπους, καθιστά αναγκαία την άμεση ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο σύγχρονο ενεργειακό μοντέλο. Στο σημερινό καταναλωτικό μοντέλο με τις υψηλές απαιτήσεις σε ενέργεια, οι ανάγκες καλύπτονται στο μεγαλύτερο ποσοστό από τα ορυκτά καύσιμα, που αποτελούν μη ανανεώσιμε πηγές ενέργειας. Ο συγκεκριμένος χαρακτήρας των ορυκτών καυσίμων, ο οποίος είναι άμεσα συνδεδεμένος με τον περιορισμένο αριθμό αποθεμάτων, αλλά και τις επιπτώσεις που έχει στο περιβάλλον εξαιτίας των εκπομπών CO2, προτρέπει τις κοινωνίες και τις πολιτικές ηγεσίες στην αναζήτηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας, με πιο προσιτή και άμεση επιλογή τις ανανεώσιμε πηγές. Την προσέγγιση αυτή ενισχύει το ιδιαίτερα υψηλό κόστος εξόρυξης των ορυκτών καυσίμων αλλά και λόγω της χωρικής εξάρτησης, αφού η εκμετάλλευσή τους γίνεται από συγκεκριμένα κράτη, τα οποία καθορίζουν τις τιμές σε παγκόσμιο επίπεδο. Μία πολλά υποσχόμενη ανανεώσιμη πηγή είναι η λιγνοκυτταρινούχα βιομάζα, που αποτελείται από κυταρρίνη, ημικυτταρίνη και λιγνίνη. Τα επιμέρους αυτά συστατικά της αποτελούν βιοκαύσιμα, τα οποία μπορούν να αποδώσουν υψηλά επίπεδα ενέργειας μέσω πλήθους διεργασιών. Η λιγνοκυτταρινούχα βιομάζα για παράδειγμα, μπορεί μέσω της βιοχημικής οδού και της αλκοολικής ζύμωσης της αλκοόλης που παράγεται, να παράξει βιοαιθανόλη. Στην παρούσα διπλωματική εργασία χρησιμοποιήθηκε η βιομάζα του αγρωστώδες είδους Phragmites australis, με σκοπό να προσδιοριστεί η ποσότητα του βιοαερίου που μπορεί να παραχθεί από υπολείμματα προεπεξεργασμένων καλαμιών κατά την αναερόβια χώνευση τους. Η μέθοδος προεπεξεργασίας που χρησιμοποιήθηκε είναι η υδροθερμική. Ο στόχος της προεπεξεργασίας είναι η καταστροφή της δομής των μικροϊνιδίων των δομικών πολυσακχαριτών της βιομάζας με την υδρόλυση και διαλυτοποίηση των ημικυτταρινών. Για το προσδιορισμό του βιοαερίου πραγματοποιήθηκαν πειράματα Βιοχημικά Μεθανογόνου Δυναμικού (Biochemical Methane Potential-BMP). Συγκεκριμένα, σε ειδικές φιάλες αναερόβιας βιοδιασπασιμότητας εισήχθησαν υπολείμματα P.australis, μαζί με εμβόλιο αναερόβιων μικροοργανισμών και θρεπτικά στοιχεία. Τα φιαλίδια τοποθετήθηκαν σε υδρόλουτρο σε θερμοκρασία 35οC και πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις του παραγόμενου βιοαερίου για διάστημα περίπου ενός μήνα.