Το έργο

Περίληψη

Το Βιοχημικό Μεθανογόνο Δυναμικό (BMP) αποτελεί μια κρίσιμη παράμετρο στην έρευνα που διεξάγεται σε παγκόσμιο επίπεδο και σχετίζεται με την παραγωγή βιοαερίου από οργανικά παραπροϊόντα και υπολείμματα μέσω αναερόβια χώνευσης, τόσο από δημόσιους (π.χ. πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα) όσο και ιδιωτικούς φορείς (π.χ. τεχνικές εταιρίες), και ως εκ τούτου είναι ιδιαίτερα σημαντικό να λαμβάνονται αξιόπιστες και ακριβείς μετρήσεις. Ο περιορισμένος μέχρι σήμερα αριθμός εμπορικών συστημάτων μέτρησης σε συνδυασμό με το μεγάλο κόστος τους για την εφαρμογή ενός πρόσφατα αναπτυχθέντος κοινού, ευρέως χρησιμοποιούμενου πρωτοκόλλου, οδήγησαν στην ιδέα της δημιουργίας ενός οικονομικού, έγκυρου και εύχρηστου συστήματος μέτρησης του ΒΜP.Στόχος της παρούσας πρότασης είναι η ανάπτυξη ενός νέου, αξιόπιστου και λειτουργικού προϊόντος που θα συμβάλει στην αποτελεσματική μέτρηση του βιοχημικού μεθανογόνου δυναμικού υποστρωμάτων που ενδιαφέρουν τόσο την επιστημονική κοινότητα όσο και τον τομέα της παραγωγής ενέργειας. Για το σκοπό αυτό θα συνεργαστούν 2 εκπαιδευτικά ιδρύματα και μια εταιρεία. Το Εργαστήριο Βιοχημικής Μηχανικής & Τεχνολογίας Περιβάλλοντος του Τμήματος Χημικών Μηχανικών Πανεπιστημίου Πατρών, έχοντας πολύχρονη εμπειρία στις βιοχημικές διεργασίες και ιδιαίτερα στην παραγωγή ενέργειας μέσω αξιοποίησης υγρών αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων θα αποτελέσει τον κεντρικό άξονα ανάπτυξης του προϊόντος, παρέχοντας την επιστημονική βάση και επίβλεψη του ορισμού των προδιαγραφών του συστήματος και της αρχής λειτουργίας του. Το Τμήμα Μηχανικών Σχεδίασης Προϊόντων και Συστημάτων του Πανεπιστημίου Αιγαίου, θα διαμορφώσει το προϊόν, συνεισφέροντας στο σχεδιασμό του συστήματος και την ανάπτυξη του πρωτοτύπου. Οι δύο ερευνητικοί φορείς σε συνεργασία θα ελέγχουν και θα βελτιστοποιούν κάθε επιμέρους στάδιο ώστε να προκύψει ένα άρτια λειτουργικό πρωτότυπο. Το όλο εγχείρημα θα συντονίζει η Green Technologies ΕΠΕ, η οποία έχει αποδεδειγμένο ισχυρό διεθνή προσανατολισμό με διεπιστημονική εμπειρία, συμμετέχοντας σε διεθνή προγράμματα με εταίρους από όλες τις χώρες της ΕΕ αλλά και από την ευρύτερη περιοχή της Μεσογείου. Η Green Technologies ΕΠΕ λόγω της υπάρχουσας εμπειρίας της στην αγορά θα είναι υπεύθυνη της κοινοπραξίας για όλες τις ενέργειες διάχυσης καθώς και για την οικονομική και εμπορική αξιοποίηση των αποτελεσμάτων του παρόντος έργου.

Αντικείμενο

Γενικοί και Ειδικοί Στόχοι του Έργου:

  1. Ανάπτυξη ενός νέου, αξιόπιστου και λειτουργικού προϊόντος που θα συμβάλει στην αποτελεσματική μέτρηση του μεθανογόνου δυναμικού υποστρωμάτων που ενδιαφέρουν τόσο την επιστημονική κοινότητα όσο και τον τομέα της παραγωγής ενέργειας, 
  2. Μετατροπή της συσσωρευμένης γνώσης των ερευνητικών φορέων σε ένα εμπορικό προϊόν μέσω της σύνδεσης τους με την επιχειρηματικότητα και την εμπειρία της εταιρείας στην αγορά 
  3. Επέκταση της εταιρείας σε νέα αντικείμενα επιχειρηματικής δραστηριότητας. Αύξηση της εξωστρέφειας της και διείσδυση προς τις διεθνείς αγορές αξιοποιώντας την διεπιστημονικότητα των ερευνητικών φορέων, 
  4. Προώθηση της καινοτομίας και της επιχειρηματικότητας στην εταιρεία και τους ερευνητικούς φορείς, ενδυναμώνοντας τους δεσμούς μεταξύ βιομηχανίας, έρευνας και επενδυτικών κεφαλαίων, 
  5. Καλλιέργεια μιας οικονομικά και περιβαλλοντικά βιώσιμης ευκαιρίας ανάπτυξης και απασχόλησης για την αποφυγή της διάχυσης επιστημόνων και ερευνητών στο εξωτερικό (brain drain).

Αντικείμενο του Έργου:

Η παραγωγή βιοαερίου μέσω αναερόβιας χώνευσης έχει αξιολογηθεί ως μια από τις πιο ενεργειακά αποδοτικές και περιβαλλοντικά ευεργετικές τεχνολογίες για την παραγωγή βιοενέργειας. Μπορεί να μειώσει δραστικά τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου σε σύγκριση με τα ορυκτά καύσιμα με τη χρησιμοποίηση των τοπικά διαθέσιμων πόρων. Στην έρευνα που αφορά την αναερόβια χώνευση, η παραγωγή βιοαερίου και/ή μεθανίου είναι μια από τις πιο σημαντικές παραμέτρους, εξαιτίας της οικονομικής αξίας της, αλλά και επειδή έχει σχέση με το υπόστρωμα που αποδομείται. Παρ 'όλα αυτά, υπάρχουν πολλά παραδείγματα στην επιστημονική βιβλιογραφία, όπου οι μέθοδοι συλλογής, αποθήκευσης, μέτρησης και υπολογισμού του όγκου του βιοαερίου ή μεθανίου είναι κακώς τεκμηριωμένα και υπόκεινται σε πολύ μεγάλα σφάλματα. Δεδομένου ότι οι δοκιμές δυναμικού βιοχημικής παραγωγής μεθανίου (BMP) είναι ευκολότερες στην εκτέλεση από τα συνεχή πειράματα, θεωρούνται state- of- the- art για τον προσδιορισμό της απόδοσης μεθανίου ενός συγκεκριμένου υποστρώματος, το οποίο έχει μεγάλη σημασία για το σχεδιασμό και τη λειτουργία των αναερόβιων βιοαντιδραστήρων. Ένα από τα πιο εφαρμοσμένα πρότυπα πρωτόκολλα για τη διεξαγωγή δοκιμών ΒΜΠ είναι αυτό που δημοσιεύτηκε από την «Ομάδα εργασίας για την αναερόβια βιοαποικοδόμηση, δραστηριότητα και αναστολή» (Task Groupfor the Anaerobic Biodegradation, Activity and Inhibition) της ομάδας ειδικών της αναερόβιαςχώνευσης της Διεθνούς Ένωσης Μερού (IWA) το 2009, το οποίο έχει αναφερθεί από 504επιστημονικές δημοσιεύσεις σύμφωνα με το Scopus (Μάιος 2017). Αρκετά άλλα πρωτόκολλαεφαρμόζονται περιστασιακά αρκετά χρόνια τώρα αλλά η διατύπωση σημαντικών παραμέτρωνπαραμένει ασαφής. Αυτό αφήνει υπερβολική ελευθερία για την ερμηνεία και τελικά οδηγεί στηχρήση πολύ διαφορετικών πρωτοκόλλων δοκιμών μεταξύ των εργαστηρίων. Μεταξύ τωνπαραμέτρων που πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν για τον ορθό σχεδιασμό μέτρησης του ΒΜΠ περιλαμβάνεται ο σωστός πειραματικός σχεδιασμός, το είδος και η ποιότητα του εμβολίου καθώςκαι ο σωστός χειρισμός του, το είδος του υποστρώματος και ο φυσικοχημικός χαρακτηρισμός τουκαι κυρίως η πειραματική διάταξη. Σκοπός της παρούσας πρότασης είναι η δημιουργία ενόςολοκληρωμένου συστήματος μέτρησης ΒΜΠ, με διαφοροποιημένο σύστημα μέτρησης από τα(ελάχιστα) ήδη υπάρχοντα εμπορικά προϊόντα. Στόχος είναι η επίτευξη αξιόπιστων αποτελεσμάτωνμέσω ενός ποιοτικού προϊόντος με το μικρότερο δυνατό κόστος, ώστε να μπορεί να είναιανταγωνιστικό και να κερδίσει έδαφος στην αγορά έναντι των τυποποιημένων αναλυτών αερίου. Θαχρησιμοποιηθεί μια ολοκληρωμένη διαδικασία σχεδιασμού με στόχο το τελικό προϊόν να έχειχαμηλό κόστος παραγωγής, συναρμολόγησης, υψηλή ποιότητα, αξιοπιστία, επαναληψιμότητα καιευρωστία. Θα ακολουθηθούν διαδικασίες μηχανοτρονικού σχεδιασμού με χρήση Η/Υ και τεχνικώνsoft προγραμματισμού, όπως αυτές περιγράφονται στη σύγχρονη βιβλιογραφία.