Αξιοποίηση υγρών αποβλήτων της βιομηχανίας επιτραπέζιας ελιάς με βιοτεχνολογικές διεργασίες για την παραγωγή συστατικών τροφίμων
Authors: Παπαδάκη Ευγενία 
Published: September 2021

Σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η ανάπτυξη τεχνογνωσίας για νέες διεργασίες βιοτεχνολογικής αξιοποίησης των υγρών αποβλήτων εκπίκρανσης και έκπλυσης της επεξεργασίας ισπανικού τύπου της πράσινης ελιάς, για την παραγωγή συστατικών τροφίμων με παράλληλη απορρύπανσή τους. Η έρευνα εστίασε στην παραγωγική διαδικασία της πράσινης ελιάς Χαλκιδικής. Στην Ενότητα Α αναδείχθηκε ότι τα απόβλητα, παρά την εποχική διακύμανση των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών τους, είχαν υψηλή τιμή COD. Για την επεξεργασία τους επιλέχθηκε ο μύκητας Α. niger B60 (επίπεδο βιοασφάλειας 1), ο οποίος αναπτύχθηκε ικανοποιητικά σε ένα μεγάλο εύρος αρχικής συγκέντρωσης ολικών πολικών φαινολών (0,2 g/L έως 1,5 g/L), αποικοδομώντας πλήρως και ταχέως τις απλές φαινόλες. Τα επεξεργασμένα απόβλητα είχαν χαμηλότερη φυτοτοξικότητα και μειωμένα επίπεδα COD. Η τεκμηρίωση της αποικοδόμησης των φαινολών μηχανιστικά και οι πληροφορίες για τις ενώσεις που σχηματίστηκαν, αναμένεται να διευκολύνουν την περαιτέρω επεξεργασία για πλήρη απορρύπανση των αποβλήτων. Στην Ενότητα Β, το γαλακτικό βακτήριο E. casseliflavus ATCC 49996 και το ριζοβακτήριο B. amyloliquefaciens subsp. plantarum FZB42 αναδείχθηκαν ως κυρίαρχα αυτόχθονα βακτήρια κατά την αυθόρμητη ζύμωση των αποβλήτων σε όλες τις εξεταζόμενες συνθήκες αρχικής τιμής pH (3,5-11,5) και θερμοκρασίας (15°C-50°C). Η ανθεκτικότητα του γαλακτικού βακτηρίου στο NaCl και η ικανότητά του να υδρολύει την ελαιοευρωπαΐνη, το καθιστούν κατάλληλο συστατικό μεικτής καλλιέργειας εκκίνησης της ζύμωσης πράσινης ελιάς. Η βιωσιμότητα της διεργασίας αναμένεται να αυξηθεί με παράλληλη ανάκτηση της υδροξυτυροσόλης, η συγκέντρωση της οποίας διπλασιάστηκε μετά από αυθόρμητη ζύμωση των αποβλήτων σε όξινες συνθήκες (15°C-30°C). Στην Ενότητα Γ διερευνήθηκε η εφαρμογή ενός μοντέλου βιομηχανικής συμβίωσης στη Χαλκιδική για τη διαχείριση των υγρών αποβλήτων, των πίτυρων σίτου (WB), των στεμφύλων λευκής (WP) και ερυθρής οινοποίησης (RP), ως πρώτες ύλες για την παραγωγή κιτρικού οξέος (Γραμμή Ι) και υδρολυτικών ενζύμων (Γραμμή ΙΙ) με τον A. niger B60. Στη Γραμμή Ι, η μέγιστη παραγωγή κιτρικού οξέος επετεύχθη με επιφανειακή ζύμωση, μετά τον εμπλουτισμό των υγρών αποβλήτων με τα σάκχαρα του WP και την προσθήκη ακατέργαστης σακχαρόζης και NH4NO3 χωρίς ρύθμιση της αρχικής τιμής pH. Σημαντική ήταν η παράλληλη μείωση του φαινολικού και οργανικού φορτίου των υγρών αποβλήτων. Στη Γραμμή ΙΙ αξιοποιήθηκε το στερεό υπόλειμμα της Γραμμής Ι (WP′), το RP και το WB για την παραγωγή ενζύμων με την παραγόμενη βιομάζα της Γραμμής Ι. Tο βέλτιστο μείγμα υποπροϊόντων για την ικανοποιητική παραγωγή καρβοξυμεθυλοκυτταρινάσης, πολυγαλακτουρονάσης, ξυλανάσης, α-αμυλάσης και όξινης πρωτεάσης με ζύμωση στερεάς κατάστασης ήταν 15% WP′, 15% RP και 70% WB. Το σύστημα διεργασιών προσομοιώθηκε με επιτυχία στο λογισμικό SuperPro Designer για δυναμική εισαγωγής 300 m3 υγρών αποβλήτων, 300 t WP, 45 t RP και 210 t WB. Η καθαρή παρούσα αξία της βιοδιεργασίας υπολογίζεται στα 9.229.000 € και ο χρόνος αποπληρωμής των επενδυτικών κεφαλαίων στα 3 έτη. Οι παραπάνω διεργασίες ευνοούν την αειφόρο διαχείριση των αποβλήτων της βιομηχανίας επιτραπέζιας ελιάς και ενισχύουν την κυκλική βιοοικονομία.