Μελέτη της σύστασης, των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών και της δυνατότητας παραγωγής βιοαερίου των οικιακών αποβλήτων τροφίμων - Δρόσου, Βασιλεία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I), 2015)
Η παρούσα διπλωματική είχε ως στόχο την καταγραφή ποιοτικών και ποσοτικών πρωτογενών δεδομένων οικιακών αποβλήτων τροφίμων που παράγονται στην Ελλάδα καθώς επίσης και τη μελέτη της δυνατότητας παραγωγής βιοαερίου από οικιακά απόβλητα τροφίμων. Παράλληλα, σκοπός ήταν η εξαγωγή ποσοτικών συμπερασμάτων σχετικά με την παραγωγή οικιακών αποβλήτων κουζίνας ανά νοικοκυριό καθώς επίσης και στοιχείων για τη δυνατότητα πρόληψης της δημιουργίας των αποβλήτων. Για την επίτευξη των στόχων αυτών αξιολογήθηκαν τα ποσοτικά και ποιοτικά στοιχεία που συλλέχθηκαν με τη μέθοδο των ημερολογίων καταγραφής από πέντε 2-μελείς οικογένειες (H1, H2, H3, H4, H5) που κατοικούν στο Νομό Αττικής, στην Ελλάδα. Οι συμμετέχοντες κατέγραφαν την κατηγορία καθώς και τον λόγο των οικιακών αποβλήτων τροφίμων που παρήγαγαν για 28 συνεχόμενες ημέρες του χειμώνα. Μετά τη συγκέντρωση των συμπληρωμένων ημερολογίων, ακολούθησε σε βάθος ανάλυση των συλλεχθέντων στοιχείων και εξαγωγή συμπερασμάτων. Προκειμένου να κατηγοριοποιηθούν και να αξιολογηθούν τα δεδομένα καθορίστηκαν βασικές κατηγορίες αποβλήτων που περιλάμβαναν απόβλητα από: ‘Φρούτα’, ‘Λαχανικά’, ‘Αρτοσκευάσματα’, ‘Κρέας και ψάρια’, ‘Μαγειρεμένα φαγητά’ και ‘Διάφορα’. Σχετικά με τη δυνατότητα αποφυγής δημιουργίας αποβλήτων υιοθετήθηκαν οι όροι των αποφευκτέων (avoidable) και αναπόφευκτων (unavoidable) αποβλήτων του Προγράμματος Δράσης για τα Απόβλητα και τους Πόρους (Waste & Resources Action Programme, WRAP). Με βάση τα ποιοτικά και ποσοτικά αποτελέσματα από τα ημερολόγια καταγραφής προετοιμάσθηκαν εβδομαδιαία δείγματα οικιακών αποβλήτων τροφίμων ανά οικογένεια (4 ανά οικογένεια, συνολικά 20 δείγματα) και αναλύθηκαν ως προς τυπικά χαρακτηριστικά τους στη Μονάδα Περιβαλλοντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, της Σχολής Χημικών Μηχανικών, του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Οι φυσικοχημικές παράμετροι που αναλύθηκαν ήταν: TS %, VS %, pH, αγωγιμότητα, TOC, TIC, ΤΝ, ΤΚΝ, ΤΡ, μέταλλα (Cu, Mn, Ni, Cd, Pb, Cr και Zn) και ιχνοστοιχεία (K, Na, Ca και Mg). Επίσης, σε όλα τα δείγματα πραγματοποιήθηκε μελέτη της δυνατότητας παραγωγής μεθανίου με εφαρμογή των δοκιμών για τον προσδιορισμό του Βιοχημικά Μεθανογόνου Δυναμικού (Biochemical Methane Potential – ΒΜΡ) σε συνεργασία με το Εργαστήριο Βιοχημικής Μηχανικής και Τεχνολογίας Περιβάλλοντος του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας / Ινστιτούτο Επιστημών Χημικής Μηχανικής (ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ) στην Πάτρα. Με βάση τα αποτελέσματα της καταγραφής οι κατηγορίες ‘φρούτα’ και ‘λαχανικά’ συμμετέχουν σε υψηλότερα ποσοστά, 52% και 38% αντίστοιχα. Η παρατήρηση αυτή έρχεται σε συμφωνία με άλλα διαθέσιμα δεδομένα από μελέτες σύνθεσης οικιακών αποβλήτων τροφίμων. Ακολουθούν η κατηγορία ‘μαγειρεμένα φαγητά’ με 5%, ‘κρέας και ψάρια’ με 3%, ‘αρτοσκευάσματα’ με 2% και τέλος η κατηγορία ‘διάφορα’. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι το 75% της παραγόμενης ποσότητας αποβλήτων φρούτων δεν μπορεί να αποφευχθεί καθώς είναι κυρίως φλούδες, ενώ το 25% θα μπορούσε εάν τα φρούτα δεν είχαν αφεθεί να χαλάσουν. Ίδια τάση εντοπίζεται και για τα λαχανικά όπου το 78% περιλαμβάνει αναπόφευκτα απόβλητα και το 22% αποφευκτέα. Στην Βασιλεία Δρόσου ii κατηγορία αρτοσκευάσματα το σύνολο της παραγόμενης ποσότητας θα μπορούσε να αποφευχθεί και αυτό οφείλεται στο ότι το παραγόμενο προϊόν δεν καταναλώθηκε έγκαιρα. Σχετικά με τη σύσταση των αποβλήτων φρούτων, το μεγαλύτερο ποσοστό καταλαμβάνουν τα πορτοκάλια (50%), στη συνέχεια τα μανταρίνια (17%), οι μπανάνες (14%), τα μήλα (9%), τα λεμόνια (7%) και τέλος τα ακτινίδια, οι φράουλες και τα αχλάδια όπου συμμετέχουν με 1% η κάθε κατηγορία ξεχωριστά. Για τα απόβλητα λαχανικών, τη μεγαλύτερη συμμετοχή έχουν οι πατάτες (15%), το μαρούλι (14%), τα κρεμμύδια (13%), τα αγγούρια (10%), τα καρότα (8%) και το μπρόκολο (8%). Στη συνέχεια ακολουθούν τα πράσα και το σπανάκι με 6% το καθένα, η ρόκα με 5%, η πιπεριά, ο μαϊντανός, το λάχανο και η σαλάτα με 3% το κάθε ένα. Τέλος τα φασόλια καθώς και οι ντομάτες συμμετέχουν με 2% και τα μανιτάρια με 1%. Η μέση ημερήσια παραγόμενη ποσότητα ανά άτομο καταγράφηκε ίση με 263 g ανά ημέρα και κυμάνθηκε από 181 έως 313 g/d/c. Σχετικά με τις φυσικοχημικές παραμέτρους, η αρχική υγρασία των δειγμάτων κυμάνθηκε από 70% έως 86%. Οι τιμές αυτές της υγρασίας είναι τυπικές για οικιακά απόβλητα τροφίμων . Οι τιμές pH κυμάνθηκαν σε χαμηλά επίπεδα από 3,48 έως 4,95 ενώ μεγάλη διακύμανση καταγράφηκε στις τιμές αγωγιμότητας (806μS/cm έως 4340μS/cm). Οι τιμές των πτητικών στερεών ήταν για όλα τα δείγματα υψηλές (84,5% σε 95,1%). Το ίδιο ισχύει για τις τιμές του οργανικού άνθρακα (47,9% - 55,6%). Ωστόσο, θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν παρουσιάστηκε κοινή τάση μεταξύ των παραμέτρων των πτητικών στερεών και του TOC. Οι τιμές του ολικού αζώτου και του φωσφόρου κυμάνθηκαν σε χαμηλές τιμές και συγκεκριμένα από 0,94% σε 2,8% και από 0,04% σε 0,13%. Σχετικά με τα μέταλλα μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις των: χαλκός (Cu), μαγγάνιο (Mn), νικέλιο (Ni), κάδμιο (Cd), μόλυβδος (Pb), χρώμιο (Cr) και ψευδάργυρος (Zn). Σε κανένα δείγμα δεν ανιχνεύτηκε νικέλιο, κάδμιο, μόλυβδος ή χρώμιο. Ακόμη μετρήθηκαν και τα ιχνοστοιχεία Κάλιο (K), το Νάτριο (Να), το Ασβέστιο (Ca) και το Μαγνήσιο (Mg). Σχετικά με τις μετρούμενες τιμές σε μεθάνιο το φάσμα τιμών ήταν από 264,5 έως 518,6 L CH4/kg TS, γεγονός που αποδεικνύει ότι το οικιακά απόβλητα τροφίμων αποτελούν ένα πολύ ενδιαφέρον υπόστρωμα για την παραγωγή ενέργειας.