Οι Εξαντλημένοι Σπόροι Ζυθοποιίας (ΕΣΖ) είναι το κύριο παραπροϊόν της διεργασίας παραγωγής μπύρας, αντιπροσωπεύοντας το 85% των συνολικών παραπροϊόντων που παράγονται. Οι ΕΣΖ αποτελούνται κυρίως από τους φλοιούς των κόκκων κριθαριού που λαμβάνονται ως στερεό υπόλειμμα μετά την παραγωγή του ζυθογλεύκους και είναι πλούσιοι σε σάκχαρα, πρωτεΐνες και μεταλλικά στοιχεία. Η μεγάλη διαθεσιμότητα των ΕΣΖ σε συνδυασμό με τη χημική τους σύνθεση και το χαμηλό τους κόστος, τους καθιστούν μία πρώτη ύλη εξαιρετικού ενδιαφέροντος. Έχουν προταθεί αρκετές εναλλακτικές σχετικά με τη χρήση τους για παραγωγή ενέργειας όπως θερμοχημική μετατροπή (καύση, πυρόλυση, αεριοποίηση, υδροθερμική ανθρακοποίηση), παραγωγή βιοαερίου και παραγωγή αιθανόλης. Η συνολική παραγωγή μπύρας στην Ελλάδα την πενταετία 2012-2016 ανήλθε σε 3.7.106 hl·y-1 με συνεπακόλουθη παραγωγή 80·106 kg·y-1 εξαντλημένων σπόρων κριθαριού. Στη συγκεκριμένη εργασία εκτιμήθηκε το δυναμικό παραγωγής ενέργειας από την εφαρμογή διαφόρων τεχνολογιών ενεργειακής αξιοποίησης των ΕΣΖ που παράγονται από την Eλληνική ζυθοποιία κατά το παραπάνω χρονικό διάστημα (2012-2016). Σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία, η κατώτερη θερμογόνος δύναμη των εξαντλημένων σπόρων ανέρχεται σε 5.72 kWh·kg-1 ξηρού υλικού, οπότε με καύση των νωπών ΕΣΖ υγρασίας 50%, θα μπορούσαν θεωρητικά να παραχθούν 39 GWh·y-1. Η εκτίμηση παραγωγής θερμικής ενέργειας από την εφαρμογή και άλλων θερμοχημικών μετατροπών είναι 35-69 GWh·y-1, λαμβάνοντας ένα συντελεστή απόδοσης θερμικής ενέργειας 89%. Aπό πλήθος δημοσιευμένων μελετών, όπου παρουσιάζονται πειραματικά αποτελέσματα αναερόβιας επεξεργασίας η απόδοση σε βιοαέριο κυμαίνεται από 35 έως 65 m3·t-1. Κατά συνέπεια στον Eλλαδικό χώρο, με μια μετριοπαθή προσέγγιση, η παραγωγή μεθανίου από αναερόβια χώνευση των ΕΣΖ μπορεί να φτάσει έως και τα 1.7.106 m3·y-1 μεθανίου. Με αξιοποίηση του βιοαερίου σε σύστημα συμπαραγωγής ενέργειας μπορούν να προκύψουν 5-16 GWh·y-1 και 9.6-31.7 GWh·y-1, ηλεκτρική και θερμική ενέργεια αντίστοιχα. Με βάση επίσης τη σύσταση των εξαντλημένων σπόρων, η ζύμωσή τους μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή 2·106 kg·y-1 βιοαιθανόλης, ή 16 GWh·y-1 σε όρους ενέργειας. Η απαίτηση σε θερμική ενέργεια για την παραγωγή της Ελληνικής μπύρας εκτιμάται μεταξύ 89-123 GWh·y-1, ενώ σε ηλεκτρική μεταξύ 36-50 GWh·y-1. Οπότε, η ανάκτηση θερμικής ενέργειας εκτιμάται μεταξύ 8-77% και ηλεκτρικής μεταξύ 10-45% ανάλογα της κάθε συγκεκριμένης περίπτωσης. Συμπερασματικά, η ενεργειακή αξιοποίηση των εξαντλημένων σπόρων κριθαριού μπορεί να συντελέσει σημαντικά στην εξοικονόμηση ενέργειας στις βιομηχανίες ζυθοποιίας.
Brewery Spent Grains (BSG) is the main byproduct of the beer production process, accounting for 85% of total by-products generated. BSG consist mainly of the barley husk obtained as solid residue after the production of wort and are rich in sugars, proteins and minerals. The large volume of BSG together with their chemical composition and their low costs, make a raw material of great interest. There have been proposed several alternatives for using them for energy production as thermochemical conversion (combustion, pyrolysis, gasification, hydrothermal carbonization), biogas and ethanol production. The total Greek beer production in 2012-2016 five years period amounted to 3.7·106 hl·y-1 with consequent production of 80·106 kg·y-1 of spent barley grains. This work evaluated the energy potential of the application of various energy valorization technologies on BSG produced by Greek brewery in the above time period (2012-2016). According to the literature, the lower calorific value of spent grains is 5.72 kWh·kg-1 dry material, whereby combustion of 50% moisture fresh BSG, could theoretically produce 39 GWh·y-1. By applying other thermochemical conversion technologies, the thermal energy estimation is 35-69 GWh·y-1, having a thermal energy efficiency factor of 89%. A plurality of published studies, where experimental results of anaerobic treatment are presented, shows the yield of biogas in the range from 35 to 65 m3·t-1. Thus in Greece, with a moderate approach, the production of methane from anaerobic digestion of BSG may be up to the 1.7.106 m3·y-1 methane. By exploiting the biogas cogeneration system, electrical and thermal energy can arise 5-16 GWh·y-1 and 9.6-31.7 GWh·y-1, respectively. Also, based on the composition of spent grains, their fermentation can result in the production of 2·106 kg·y-1 of bioethanol, or 16 GWh·y-1 in energy terms. The demand for thermal energy for the production of Greek beer, is estimated to be between 89-123 GWh·y-1, while for electricity between 36-50 GWh·y-1. Therefore, thermal energy recovery is estimated to be between 8-77% and electricity between 10-45%, depending on specific case. In conclusion, the energy exploitation of spent barley grains can contribute significantly to energy savings in brewing industries.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Κύρια Αρχεία Διατριβής
ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΕΞΑΝΤΛΗΜΕΝΩΝ ΣΠΟΡΩΝ ΣΤΙΣ ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΖΥΘΟΠΟΙΙΕΣ - Identifier: 151762
Internal display of the 151762 entity interconnections (Node labels correspond to identifiers)
