Αναερόβιες Διεργασίες για την Αξιοποίηση Αποβλήτων και Βιομάζας

Μαθησιακά αποτελέσματα

Γνωστικά

• Η κατανόηση μιας σημαντικής βιοδιεργασίας, των δυνατοτήτων αλλά και των περιορισμών αυτής.
• Η γνώση της ευρύτητας των εφαρμογών της για παραγωγή χρήσιμων προϊόντων και ενέργειας από υποστρώματα που περιλαμβάνουν τόσο απόβλητα όσο και βιομάζα.
• Η γνώση της έρευνας αιχμής που λαμβάνει χώρα παγκοσμίως σχετικά με τις αναερόβιες διεργασίες.

Δεξιότητες

• Ικανότητα υπολογισμών για την απόδοση των αναερόβιων συστημάτων μέσω απλών στοιχειομετρικών αναλογιών, αλλά και σύνθετων δυναμικών μοντέλων.
• Iκανότητα χρήσης λογισμικών προσομοίωσης.
• Μελέτη διεθνούς βιβλιογραφίας για τη συγγραφή μιας εργασίας σχετικής με το αντικείμενο του μαθήματος, καθώς και παρουσίαση αυτής.

Περιεχόμενο Μαθήματος
1. Εισαγωγή στις αναερόβιες διεργασίες. Εφαρμογές – αναερόβιος μεταβολισμός.
2. Αναερόβια χώνευση: βασικά στάδια, μικροβιολογία, θερμοδυναμική, περιορισμοί.
3. Προσομοίωση αναερόβιων διεργασιών – στοιχειομετρία, υπολογισμός απόδοσης, μοντέλα.
4. Εκμάθηση και χρήση λογισμικού aquasim για την προσομοίωση αναερόβιων διεργασιών μέσω απλών μοντέλων.
5. Αναερόβιοι βιοαντιδραστήρες. Κύριοι τύποι ανά κατηγορία υποστρώματος (υγρά, στερεά, ημιστερεά), πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα.
6. Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση – Συστήματα ρύθμισης αναερόβιων βιοαντιδραστήρων.
7. Προεπεξεργασία υποστρωμάτων για βελτίωση της απόδοσης προϊόντων μέσω αναερόβιων διεργασιών (χημικές, θερμικές, βιολογικές).
8. Επίσκεψη σε μονάδα βιοαερίου.
9. Εφαρμογές Ι: Παραγωγή βιοαερίου (σε επίπεδο οικίας, αγροκτήματος-βιομηχανίας, κεντρικής μονάδας, σε ΜΕΥΑ).
10. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τη λειτουργία αναερόβιων συστημάτων – Οικονομικά.
11. Εφαρμογές ΙΙ: Παραγωγή χρήσιμων προϊόντων υψηλής αξίας.
12. Εφαρμογές ΙΙΙ Εισαγωγή στα βιοδιυλιστήρια και ρόλος των αναερόβιων διεργασιών.
13. Εφαρμογές ΙV: Παραγωγή ηλεκτρισμού – Μικροβιακές κυψελίδες καυσίμου.
14. Παρουσίαση εργασιών.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία:

• The Biogas Handbook: Science, Production and Applications (Woodhead Publishing Series in Energy), edited by A Wellinger, Jerry D Murphy MD and D Baxter, Woodhead Publishing; 1 edition (March 5, 2013).
• Bioprocessing Technologies In Biorefinery For Sustainable Production Of Fuels, Chemicals, And Polymers, edited by Shang-Tian Yang, Hesham El-Ensashy and Nuttha Thongchul, Wiley-Blackwell; 1 edition (9 Aug. 2013).