Ενότητες Εργασίας

Στα πλαίσια του έργου σχεδιάστηκαν και αναπτύσσονται 7 διαφορετικές Ενότητες Εργασίας (ΕΕ):

ΕΕ1:  Τα ρεύματα αποβλήτων της βιομηχανίας τροφίμων χαρακτηρίζονται πλήρως ως προς τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες και το μικροβιακό τους φορτίο. Επίσης, αναπτύσσονται βιοδιεργασίες προεπεξεργασίας και αναβάθμισης των αποβλήτων, έτσι ώστε να παραχθούν υδρολύματα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά, κατάλληλα για ζύμωση και παραγωγή PHAs. Μεταξύ των μεθόδων προεπεξεργασίας των αποβλήτων συμπεριλαμβάνονται και καινοτόμες ενζυμικές μέθοδοι υδρόλυσης του οργανικού φορτίου τους.

ΕΕ2:  Τα υδρολύματα των αποβλήτων αξιοποιούνται για τη βελτιστοποίηση των διεργασιών παραγωγής PHAs με χρήση καθαρών καλλιεργειών. Οι ζυμώσεις πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας άγριου-τύπου και γενετικά τροποποιημένα στελέχη, τα οποία βελτιστοποιούνται περεταίρω μέσω στατιστικού σχεδιασμού πειραμάτων. Η ενίσχυση της παραγωγής εξετάζεται με εφαρμογή πολιτικών ημί-συνεχούς λειτουργίας σε αερόβιους βιοαντιδραστήρες, ενώ για τον ίδιο σκοπό αναπτύσσεται κατάλληλο μαθηματικό μοντέλο προσομοίωσης.

ΕΕ3:  Παράλληλα, τα προεπεξεργασμένα υγρά απόβλητα χρησιμοποιούνται σε μικτές καλλιέργειες δύο σταδίων υπό συνεχή λειτουργία. Στο πρώτο αναερόβιο στάδιο της διεργασίας μελετάται η οξίνιση σακχαρούχων αποβλήτων με ταυτόχρονη παραγωγή βιοϋδρογόνου, ενώ στο δεύτερο στάδιο η πλούσια σε λιπαρά οξέα απορροή του πρώτου σταδίου αξιοποιείται ως υπόστρωμα για τη βέλτιστη παραγωγή συμπολυμερών PHAs.

ΕΕ4: Στη συνέχεια, αντιμετωπίζεται το ζήτημα της ανάκτησης των ενδοκυτταρικών PHAs και του χαρακτηρισμού τους. Συγκεκριμένα, αξιολογούνται ως προς την απόδοση ανάκτησης και την επίδραση στις ιδιότητες των PHAs διαφορετικές μέθοδοι, συμπεριλαμβάνοντας τυπικές διεργασίες θερμοχημικής εκχύλισης, υπερήχων, καθώς και καινοτόμες ενζυμικές και μικροβιακές διεργασίες. Μετά την ανάκτηση και τον καθαρισμό τους, τα PHAs χαρακτηρίζονται ως προς τη σύσταση, τη δομή και τις μοριακές, θερμικές, μηχανικές, κλπ., ιδιότητες τους, αλλά και τη βιοαποικοδομησιμότητα τους.

ΕΕ5:  Αρχικά καθορίζονται, μέσω δοκιμών με εμπορικά PHAs, το μέγεθος και η γεωμετρία των παραγόμενων συσκευασιών και εντοπίζονται οι κατάλληλες συνθήκες μορφοποίησης και οι απαιτούμενες προδιαγραφές των βιοπολυμερών. Στη συνέχεια, πριν την τελική μορφοποίηση πραγματοποιείται βελτιστοποίηση των μηχανικών ιδιοτήτων των PHAs, μέσω ανάμιξης τους ή μέσω χρήσης πλαστικοποιητών. Τα τελικά προϊόντα συσκευασίας αξιολογούνται με εφαρμογή τους σε προσομοιωμένα και πραγματικά τρόφιμα.

ΕΕ6:  Η ολοκληρωμένη διεργασία ταυτόχρονης παραγωγής PHAs και Η₂ μεταφέρεται υπό κλίμακα σε νέα πιλοτική μονάδα (η οποία διαθέτει αυτοματοποιημένα συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου). Έτσι, σχεδιάζεται, εγκαθίσταται και λειτουργεί συνεχώς η εν λόγω μονάδα σε δύο στάδια, δίνοντας έμφαση στη βιομετατροπή των σακχαρούχων αποβλήτων.

ΕΕ7:  Ο εννοιολογικός σχεδιασμός και η προσομοίωση των βιοδιεργασιών οδηγεί στην επιλογή των ιδανικών σεναρίων για τις δύο αλυσίδες αξίας. Επίσης, με χρήση κατάλληλων λογισμικών αξιολογείται η τεχνική και οικονομική βιωσιμότητα του βιοδιυλιστηρίου, ενώ πραγματοποιείται και ανάλυση κύκλου ζωής των τελικών προϊόντων και διεργασιών.