Αξιοποίηση των υπολειμμάτων της ορυζοκαλλιέργειας στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας για την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας και δομικών υλικών

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΕΡΓΟ

Το RiceCube προτείνει τη δημιουργία μιας πρότυπης εφοδιαστικής αλυσίδας δράσεων αξιοποίησης των υπολειμμάτων των ορυζώνων στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας, μέσω της χρησιμοποίησής τους για την παραγωγή βιοενέργειας. ενώ από την τέφρα που θα παράγεται από τη θερμική επεξεργασίας τους, θα αναπτυχθεί καινοτόμος μέθοδος δημιουργίας φιλικών στο περιβάλλον οικοδομικών υλικών και πιο συγκεκριμένα οπτόπλινθων (τούβλα).

Το πρόβλημα που έρχεται να λύσει το RiceQube είναι αυτό της διαχείρισης των υπολειμμάτων των ορυζώνων από τους παραγωγούς, που κυρίως ενσωματώνονται στο έδαφος αυξάνοντας το κόστος της καλλιέργειας (καύσιμα, καταπόνηση των μηχανημάτων, εργατοώρες, αύξηση ασθενειών, μείωση παραγωγής, κόστος φυτοπροστασίας). Αρχικά, τα υπολείμματα των ορυζώνων μετά το τέλος της συγκομιδής θα συλλέγονται και θα μεταφέρονται στις εγκαταστάσεις παραγωγής βιοαερίου. Κατόπιν, θα υφίστανται επεξεργασία αναερόβιας χώνευσης για τη παραγωγή βιοαερίου και μέσω της καύσης του θα γίνεται παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας.

Στη συνέχεια από τη θερμική επεξεργασία του χωνεμένου λύματος της αναερόβιας χώνευσης, καθώς και υπολείμματα των ορυζώνων που μένουν στους αγρούς θα παράγεται τέφρα. Η τέφρα θα χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία δομικών υλικών για την παραγωγή οπτόπλινθων φιλικών στο περιβάλλον που θα φέρουν τις ίδιες ή και βελτιωμένες ιδιότητες σε σύγκριση με τους συμβατικούς.

Το RiceQube θα υλοποιηθεί αξιοποιώντας τη γνώση που έχει αποκτηθεί από πρόσφατες έρευνες που αφορούν την ορυζοκαλλιέργεια. Η πρώτη φάση θα πραγματοποιηθεί στις εγκαταστάσεις του Ινστιτούτο Γενετικής Βελτίωσης και Φυτογενετικών πόρων (ΙΓΒΦΠ) σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Εδαφοϋδατικών Πόρων (ΙΕΥΠ) του ΔΗΜΗΤΡΑ.

Στο εργαστήριο Διαχείρισης Αποβλήτων και Βιοδιεργασιών (ΙΕΥΠ), θα αναπτυχθεί πρωτόκολλο μετατροπής των υπολειμμάτων ρυζιού σε βιοαέριο με αναερόβια χώνευση. Η αναερόβια αποικοδόμηση των οργανικών υλικών για την παραγωγή του βιοαερίου (μίγματος κυρίως μεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα) θα πραγματοποιηθεί κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες και σε θερμοκρασίες κατάλληλες για την ανάπτυξη μεσόφιλων ή θερμόφιλων μικροοργανισμών.

Συγκεκριμένα, θα πραγματοποιηθούν πειράματα εφάπαξ πλήρωσης (batch experiments) με σκοπό τη διερεύνηση της βέλτιστης μεθόδου προεπεξεργασίας της βιομάζας που οδηγεί στη μέγιστη παραγωγή βιοαερίου. Εν συνεχεία, προεπεξεργασμένη βιομάζα θα χρησιμοποιηθεί ως υπόστρωμα τροφοδοσίας σε αντιδραστήρες συνεχούς ροής και πλήρους ανάμιξης προκειμένου να προσδιοριστεί η πορεία της αναερόβιας διεργασίας σε συνθήκες που προσομοιάζουν τις μονάδες παραγωγής βιοαερίου πλήρους κλίμακας. Στο παραγόμενο βιοαέριο θα υπολογίζονται οι ποσότητες της ηλεκτρικής και της θερμικής ενέργειας που θα προκύψουν από την καύση του. Θα πραγματοποιηθούν πειράματα αγρού μεγάλης κλίμακας, όπου θα διερευνηθεί η χρήση βιομάζας των υπολειμμάτων εμπορικών ποικιλιών ρυζιού ως προς την παραγωγή βιοενέργειας.

Παράλληλα, θα αναπτυχθεί μοντέλο πρόβλεψης της βιομάζας και των ποσοτήτων υπολειμμάτων της καλλιέργειας του ρυζιού με τη χρήση τηλεπισκοπικών μέσων (drones ή δορυφόρων, ανάλογα με το μέγεθος των πειραματικών αγρών).

ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

  • Βιώσιμη αξιοποίηση των υπολειμμάτων των ορυζώνων, τα οποία ενσωματώνονται στο έδαφος και παραμένουν αναξιοποίητα, βασισμένη στις αρχές της κυκλικής οικονομίας.
  • Ανάπτυξη καινοτόμου πρωτοκόλλου παραγωγή βιοενέργειας από τα υπολείμματα του ρυζιού (ηλεκτρική και θερμική), με βελτίωση της μεθόδου επεξεργασίας τους.
  • Παραγωγή φιλικών στο περιβάλλον τούβλων στο πλαίσιο της κυκλικής οικονομίας και της αειφορίας. Τα νέα τούβλα θα παρουσιάζουν όχι μόνο εφάμιλλές αλλά πιο βελτιωμένες ιδιότητες σε σύγκριση με τα συμβατικά, βασισμένη στις ιδιότητες της τέφρας που παράγεται από τη βιομάζα του ρυζιού.
  • Μείωση των αρνητικών επιπτώσεων που απορρέουν από την ενσωμάτωση των υπολειμμάτων των ορυζώνων στο έδαφος.
  • Δημιουργία εναλλακτικού πρωτοκόλλου των πρακτικών καλλιέργειας του ρυζιού μετά το τέλος της συγκομιδής.
  • Δημιουργία ενός δικτύου εφοδιαστικής αλυσίδας για τη συλλογή, αποθήκευση και μεταφορά των υπολειμμάτων των ορυζώνων στις βιομηχανικές μονάδες αξιοποίησής τους.
  • Αύξηση του ποσού βιοαερίου που παράγεται από τη βιομάζα ρυζιού, μέσω βελτιστοποίησης της μεθόδου προεπεξεργασίας, ώστε να καταστεί εμπορικά εκμεταλλεύσιμη η χρήση βιομάζας ρυζιού για τη βιομηχανία βιοενέργειας.
  • Πρόβλεψη και χαρτογράφηση της ποσότητας βιοενέργειας που θα παράγεται από την χρήση της βιομάζας των υπολειμμάτων των ορυζώνων στην περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας με σκοπό την υποβοήθηση των βιομηχανικών μονάδων για την πρόβλεψη παραγωγής των προϊόντων τους.
  • Μείωση της περιβαλλοντικής φόρτισης λόγω της εξάλειψης της καύσης των υπολειμμάτων των ορυζώνων.
  • Μείωση του κόστους παραγωγής του ρυζιού, μέσω της μείωσης των εξόδων της ενσωμάτωσης των υπολειμμάτων, των εργατοωρών, των απωλειών στην παραγωγή λόγω ασθενειών και του κόστους φυτοπροστασίας.

ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ: 393.258,76€
ΕΝΑΡΞΗ: 8/10/2021
ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 40 ΜΗΝΕΣ

Ιστοσελίδα έργου: ricecube.gr

ΕΣΠΑ 2021 - 2027 / Πρόγραμμα Κεντρική Μακεδονία

<< ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΗ ΣΕΛΙΔΑ: Υπηρεσίες ερευνητικών έργων

Περισσότερα έργα
EnviTool Μετάβαση στο περιεχόμενο