Το Έργο

Το έργο Wastes-to-Biopolymers έχει σκοπό να αναπτύξει περιβαλλοντικά φιλικές και οικονομικά βιώσιμες διεργασίες βιομετατροπής αποβλήτων της βιομηχανίας τροφίμων σε βιοπλαστικά προϊόντα. Δίνεται έμφαση στην αξιοποίηση υγρών ρευμάτων αποβλήτων από την παραγωγή τυροκομικών προϊόντων (ορός τυρογάλακτος) και από τη χυμοποίηση φρούτων και λαχανικών (σακχαρούχα κλάσματα) για τη σύνθεση πλήρως βιοαποικοδομήσιμων βιοπολυμερών (πολύ-ύδροξυ-αλκανοϊκών εστέρων, PHAs), με εφαρμογές σε συσκευασίες τροφίμων.

Σύμφωνα με την ιεραρχία διαχείρισης αποβλήτων, η επαναχρησιμοποίηση αυτών ως πρώτες ύλες για την παραγωγή νέων προϊόντων αποτελεί την πλέον επιθυμητή επιλογή, μετά την πρόληψη ή ελαχιστοποίηση τους. Συνεπώς, οι βιοχημικές και βιολογικές διεργασίες μετατροπής, ως οι πλέον ήπιες και περιβαλλοντικά φιλικές διεργασίες, αποτελούν την πλέον ενδεδειγμένη επιλογή για την ιεράρχηση τους στην κορυφή της πυραμίδας.

Το Έργο - 2444CFCC

Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία των ερευνητικών δραστηριοτήτων του έργου έχει ως κεντρικό στόχο την αειφόρο παραγωγή PHAs μικρού και μεσαίου μήκους αλυσίδας (scl-PHAs και mcl-PHAs, ομοπολυμερή και συμπολυμερή) με στοχευμένες ιδιότητες, από υποστρώματα που προέρχονται από την επεξεργασία επιλεγμένων αποβλήτων. Τα βιοπολυμερή μορφοποιούνται σε τελικά προϊόντα συσκευασίας τροφίμων (πλαστικά μπουκάλια και κύπελα, φιλμ επικάλυψης, κλπ.), ολοκληρώνοντας την κυκλική προσέγγιση της προτεινόμενης τεχνολογίας. Επιπρόσθετα, στα πλαίσια της κυκλικής οικονομίας μηδενικών αποβλήτων, ορίζεται ως στόχος η εκμετάλλευση όλων των συστατικών της πρώτης ύλης προς την ταυτόχρονη (με τα PHAs) παραγωγή βιοϋδρογόνου.

Οι επιμέρους στόχοι του έργου συνοψίζονται ως εξής:

Ο χαρακτηρισμός και η προεπεξεργασία των διαθέσιμων κλασμάτων υγρών αποβλήτων από τη βιομηχανία τροφίμων, μέσω τυπικών και καινοτόμων μεθόδων (π.χ., ενζυμικές διεργασίες): ελαχιστοποίηση των απαιτήσεων για τη διύλιση των αποβλήτων που συνδυάζει την παραγωγή ζυμώσιμου θρεπτικού μέσου για PHAs με την παραγωγή H₂.

Η β ελτιστοποίηση των βιοκαταλυτών (βακτηρίων και ενζύμων) στις διεργασίες προεπεξεργασίας των αποβλήτων και παραγωγής και ανάκτησης των βιοπολυμερών. Δίνεται έμφαση στην επιλογή των πιο αποδοτικών μικροοργανισμών για τη βελτιστοποίηση καθαρών και μικτών διεργασιών ζύμωσης, σε συνάρτηση με το είδος των PHAs που μπορεί να παραχθεί (scl- και mcl-PHAs).

Η βελτιστοποίηση και η κλιμάκωση των διεργασιών ζύμωσης για την παραγωγή PHAs: ελαχιστοποίηση του κόστους και μεγιστοποίηση του ρυθμού παραγωγής.

Ο έλεγχος του μοριακού βάρους και γενικότερα των ιδιοτήτων των παραγόμενων βιοπολυμερών, με βάση τις λειτουργικές συνθήκες των καλλιεργειών και των διεργασιών ανάκτησης.

Η ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων διαχωρισμού των PHAs από τη βακτηριακή βιομάζα (π.χ., ενζυμικές διεργασίες): χαμηλό κόστος και ελάχιστο ενεργειακό και περιβαλλοντικό αποτύπωμα.

Ο χειρισμός των ιδιοτήτων των τελικών προϊόντων με βάση στοχευμένες εφαρμογές συσκευασίας τροφίμων: μορφοποίηση των βιοπλαστικών και αξιολόγηση τους σε πραγματικές εφαρμογές.

Η μαθηματική προσομοίωση των σταδίων παραγωγής για την ενίσχυση της απόδοσης τους.

Η τεχνικό-οικονομική ανάλυση και η ανάλυση κύκλου ζωής της συνολικής αλυσίδας αξίας, με σκοπό την ολοκληρωμένη ανάλυση αειφορίας.