Παραγωγή, διαχείριση και αξιοποίηση αποβλήτων τυροκομείου. Μελέτη εφαρμογής για την ανάκτηση ενέργειας

Production, management and exploitation of cheese dairy wastewater. Energy recovery case study (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Φύκα, Ιωάννα
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 15 Σεπτεμβρίου 2018 [2018-09-15]
  5. Ελληνικά
  6. 139
  7. Μπαραμπούτη, Έλλη Μαρία
  8. Σακκάς, Βασίλειος | Καλαβρουζιώτης, Ιωάννης
  9. αναερόβιος βιοαντιδραστήρας | βιοαέριο | μεμβράνη | τυροκομείο | υγρά τυροκομικά απόβλητα
  10. 27
  11. 70
  12. Περιέχει: Πίνακες 51, Διαγράμματα 8, Εικόνες 7
  13. Λυμπεράτος, Γ., Γιαπιτζάκης, Κ., Κομνίτσας, Κ., (2004). Διαχείριση Υγρών Αποβλήτων – Βιομηχανικά Υγρά Απόβλητα, Τόμος Β’, ΕΑΠ, Πάτρα.
    • Ο αγροτοβιομηχανικός τομέας και συγκεκριμένα ο κλάδος παραγωγής τυροκομικών προϊόντων θεωρείται από τους σημαντικότερους με άριστες προοπτικές ανάπτυξης στην Ελλάδα. Οι μεταποιητικές αυτές μονάδες, τα τυροκομεία, παράγουν μεγάλες ποσότητες υγρών αποβλήτων με πολύ υψηλό οργανικό φορτίο, εποχιακές διακυμάνσεις και ευμετάβλητη σύσταση και όγκο, με συνέπεια να καθίσταται δύσκολη η περιβαλλοντική διαχείριση και πόσο μάλλον η επαναξιοποίησή τους. Η παρούσα εργασία διαπραγματεύεται την επενδυτική και εφαρμόσιμη πρόταση ολοκληρωμένης διαχείρισης τυροκομικών αποβλήτων, συμπεριλαμβανομένων της λακτόζης και του τυρογάλακτος, για την παραγωγή βιοαερίου. Στα πρώτα κεφάλαια, αναπτύχθηκαν βιβλιογραφικά, τα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά σε όλα τα ρεύματα των τυροκομικών αποβλήτων, οι μέχρι τώρα εφαρμοσμένες διεργασίες / μέθοδοι «επεξεργασίας» αυτών καθώς και η ανάλυση της διεργασίας παραγωγής βιοαερίου από αναερόβια χώνευση. Στη συνέχεια αποτυπώθηκε η προτεινόμενη μέθοδος επεξεργασίας αναερόβιου βιοαντιδραστήρα με μεμβράνες διήθησης και αντίστροφη ώσμωση (AnMBR). Συγκεκριμένα η μέθοδος επιτυγχάνει κατά πολύ την κάλυψη των ορίων απόρριψης στον καθορισμένο αποδέκτη, επιφέρει παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας με ταυτόχρονη επαναχρησιμοποίηση νερού για βιομηχανική χρήση. Τέλος έγινε αποτίμηση της επένδυσης με μεθόδους χρηματοοικονομικής ανάλυσης και όρους μελέτης βιωσιμότητας για περίπτωση μεσαίου μεγέθους τυροκομείο, καταλήγοντας σε περιβαλλοντικά και οικονομικά δυνατά και αδύνατα κριτήρια σχεδιασμού αυτής. Συγκεκριμένα, αποδείχθηκε ότι το βέλτιστο σενάριο για τη διαχείριση των υγρών αποβλήτων τυροκομείων είναι η εφαρμογή της τεχνολογίας (AnMBR), διότι έχει υψηλή απόδοση επεξεργασίας, μεγάλο ποσοστό παραγωγής βιοαερίου και είναι σχετικά οικονομική. Το εξεταζόμενο σύστημα έχει σχεδιαστεί για διαχείριση υγρών αποβλήτων με υψηλές συγκεντρώσεις σε λίπη, έλαια και στερεά σε μία διάταξη αντιδραστήρα μικρού όγκου, χωρίς να παρατηρούνται ζητήματα απώλειας βιομάζας. Κατ’ αυτόν τον τρόπο παρατηρείται υψηλή ηλικία ιλύος της μονάδας, που επιτρέπει την αποικοδόμηση των δύσκολων βιοαποικοδομήσιμων τυροκομικών αποβλήτων και τη συνεχή σταθερότητα της διεργασίας. Δεν απαιτούνται ιδιαίτερα στάδια προεπεξεργασίας ενώ απαιτούνται ελάχιστα στάδια μετεπεξεργασίας για τη τελική διάθεση σε θεσμοθετημένο αποδέκτη. Το κόστος της ολοκληρωμένης επενδυτικής πρότασης είναι της τάξης των 3.000€ για ένα μέσο τυροκομείο (επεξεργασία 120tn γάλακτος/d για την παρασκευή των τυροκομικών προϊόντων) με αρκετά καλό ρυθμό απόσβεσης σε χρονικό διάστημα περίπου τριών ετών εξαιτίας της υψηλής παραγωγής βιοαερίου. Το βιοαέριο που παράγεται είναι 43,13 Nm3/d και 0,01 MW ανά τόνο αποβλήτου με 62% CH4.
    • The agro-industrial sector and specifically the branch of production of cheese products is considered one of the most important with optimal growth prospects in Greece. These processing units, cheese dairies, produce large quantities of wastewater with high organic load, seasonal variations regarding their composition and volume, thus rendering their environmental management difficult let alone re-using them. The present assignment deals with the investment and proposal of a complete management scheme of cheese waste including lactose and whey towards the production of biogas. In the first chapters, the physical and chemical composition of all types of cheese waste was bibliographically reviewed, as well as the up-to-now applied processes/methods of ‘processing’ them along with the biogas production processes from anaerobic digestion. Following, the proposed method of processing cheese waste which is an anaerobic bioreactor with filtration membranes and reverse osmosis (AnMBR) was presented. This method meets the effluent dismissal limits to the designated receptor and produces electrical and thermal energy with simultaneous reuse of water for industrial use. Finally, the idea of applying this investment was examined by methods of financial analysis and sustainability terms for a medium-sized cheese dairy factory coming to environmental and financial strong and weak criteria for its design. More specifically, it was proved that the optimal scenario for the management of wastewater in cheese diaries is the application of AnMBR technology (Anaerobic Membrane Bioreactor), since it presents high processing efficiency, high rate of biogas production and is relatively economical. The system under consideration is designed to handle wastewater of high organic load, high concentrations of oil and grease and high concentration of solids in a low volume reactor without any loss of biomass. This results in a sludge age that allows the degradation of difficult biodegradable cheese waste and continuous process stability. No special stages are required such as pre-treatment stages, and just a few post-processing steps are required befor final disposal to a statutory recipient. The cost of such an investment proposal is of the order of 3.000 euro for a cheese dairy (processing 120tn milk/d for cheese making) with a good rate of depreciation over a period of about three years due to high biogas production. The biogas produced could be estimated as 43,13 Nm3/d and 0,01 MW per tonne of waste with 62% CH4.
  15. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.