Σχεδιασμός πιλοτικής μονάδας και ανάπτυξης οικονομικού μοντέλου για την απομόνωση φαινολικών ουσιών από αγροτοβιομηχανικά απόβλητα
Authors: Πάντζιαρος Αλέξης 
Published: September 2021

Στη παρούσα διδακτορική διατριβή μελετάμε 3 βασικά αγροτοβιομηχανικά απόβλητα, απόβλητα ελαιοτριβείου, απόβλητα οινοποιίας και υπολείμματα καφέ espresso μετά την λήψη του ροφήματος του καφέ. Η έμφαση δόθηκε στην εκχύλιση και απομόνωση των φαινολικών ουσιών που περιέχονται στα αγροτοβιομηχανικά απόβλητα. Οι φαινολικές ουσίες αναφέρονται ως αντιοξειδωτικές ουσίες προστιθέμενης οικονομικής αξίας με ιδιαίτερη ευεργετική επίπτωση στον άνθρωπο. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην φαρμακοβιομηχανία, την κοσμετολογία και στην βιομηχανία τροφίμων. Η εκτενής παραμετρική μελέτη που έγινε στην παρούσα εργασία αναζήτησε τι βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης φαινολικών ουσιών με τη χρήση διάφορων φυσικοχημικών διαδικασιών φιλικές προς το περιβάλλον. Μελετήθηκε η εκχύλιση στεμφύλων (στερεά αγροτοβιομηχανικά απόβλητα οινοπαραγωγής), ηµιστερεού αποβλήτου διφασικού ελαιοτριβείου και στερεά απόβλητα που παράγονται μετά την παρασκευή καφέ espresso. Το βασικό κριτήριο για την επιλογή του κατάλληλου αποβλήτου έτσι ώστε να συνεχίσουμε σε τεχνοοικονομική μελέτη ήταν να έχουμε τη μεγαλύτερη καθαρότητα σε πολυφαινολικά (συγκρινόμενα μόνο με τη ποσότητα σακχάρων) αλλά και στο χαμηλότερο δυνατό κόστος παραγωγής. Οι φυσικοχημικές διαδικασίες οι οποίες επιλέχτηκαν ήταν η ξήρανση, η εκχύλιση με διάφορους διαλύτες, ο διαχωρισμός με τη χρήση μεμβρανών, η συμπύκνωση και η λυοφιλίωση (freeze drying). Η επιλογή των μεθόδων έγινε λόγω της ευρείας εφαρμογής αυτών των μεθόδων στη πραγματική βιομηχανία και λόγω της σχετικής ευκολίας να μεταφερθούν οι εργαστηριακές συνθήκες σε εργοστασιακές συνθήκες. Τέλος, ορίσαμε ως βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης αυτές οι οποίες θα έδιναν τη μέγιστη απόδοση σε εκχυλιζόμενες φαινολικές ουσίες ανά κιλό αποβλήτου, αλλά παράλληλα την ελάχιστη απόδοση σε εκχυλιζόμενα σάκχαρα ανά κιλό αποβλήτου. Εφόσον ορίστηκαν οι βασικές παράμετροι έγιναν 3 διαφορετικές επιμέρους πειραματικές σειρές για το κάθε απόβλητο ξεχωριστά, έτσι ώστε να βρεθεί ο βέλτιστος συνδυασμός μεθόδων, ο οποίος δίνει τα βέλτιστα αποτελέσματα εκχύλισης για κάθε απόβλητο έτσι ώστε να επιλεγεί πιο από τα 3 θα μπορούσε να αποτελέσει ένα κερδοφόρο οικονομικά επιχειρηματικό σχέδιο. Στο επόμενο βήμα και με τα δεδομένα του πρώτου μέρους αναπτύχθηκε ένα οικονομικό μοντέλο για την κατασκευή και τη λειτουργία μιας μονάδας ανακύκλωσης αυτών των αποβλήτων με διαφορετικούς όγκους έτσι ώστε να φανεί πιο από τα παραπάνω απόβλητα μπορεί να έχει κερδοφορία. Τέλος αναπτύχθηκε τεχνοοικονομική μελέτη για μια μονάδα ανακύκλωσης αποβλήτου καφέ espresso, έτσι ώστε να υπάρχει μια πιο λεπτομερής εικόνα για τον όγκο της επένδυσης και τα λειτουργικά έξοδα τα οποία θα έχει μια τέτοια μονάδα. Η τεχνοοικονομική μελέτη συγκρίθηκε με μελέτη ιδιωτικής εταιρείας ( εξωτερική προσφορά), η οποία εξειδικεύεται στις τεχνοοικονομικές μελέτες και βρέθηκε ότι το κόστος επένδυσης το οποίο ταυτίζετε και με τους υπολογισμούς της παρούσας εργασίας, για μια μονάδα εκμετάλλευσης ενός τόνου αποβλήτου καφές espresso, είναι της τάξεως των 120.000 Ευρώ. Το επόμενο βήμα είναι ο σχεδιασμός και η ανάλυση των διαδικασιών συλλογής του αποβλήτου καφέ espresso από τις διασκορπισμένες καφετέριες σε μια πόλη. Τόσο το κόστος συλλογής αλλά και αποζημίωσης των καφετεριών για την συλλογή του καφέ σε ειδικούς κάδους ήταν δυο άγνωστες παράμετροι για την παρούσα εργασία. Επίσης, επειδή στην αγορά δεν υπάρχει αντίστοιχο υλικό ανακύκλωσης ήταν πολύ δύσκολο να εκτιμηθεί η τιμή πώλησης του αντιοξειδωτικού προϊόντος. Σε συζητήσεις με εταιρείες επιφυλάχτηκαν να απαντήσουν για την ακριβή τιμή, όταν τους παραδοθεί μια ποσότητα αντιοξειδωτικού μεγάλης καθαρότητας και μεγάλη σε ποσότητα. Έτσι θα οριστεί η ακριβής τιμή πώλησής του σύμφωνα με την πραγματική αγορά και θα εξεταστεί αν το συγκεκριμένο επιχειρηματικό πλάνο μπορεί να έχει μεγάλη επιστροφή επένδυσης. Η διαδικασία αυτή είναι σε εξέλιξη με ίδιους πόρους. Στη παρούσα εργασία παρουσιάζεται ο σχεδιασμός και η ανάλυση του επιχειρηματικού πλάνου βάσει μιας εκτιμώμενης τιμής αγοράς.