Zientzia Aurrerapena

Partaideak

  • Sheila
  • Alejandro
  • Leire
  • Jordi
  • Koldo
Ikastetxea
La Salle Beasain
Maila
dbh4
Irakaslea / tutorea
Miren Pelaez Arregui
Herria
Beasain
Probintzia
gipuzkoa
Lanaren izena
Eskolako hondakinetatik bioetanola lortzen
Lanaren deskribapena
Eskolako hondakinak aprobetxatu bioerregaiak sortzeko kontuan hartuta: - Hondakin posibleen artean kafe-hondarrak, paper hondakina, laranaja azala eta horrelako materialak egongo direla. - Hartzidura prozesu baten bitartez etanola lortuko dugula.
Lanaren eremua
ingurumena / Ekologia
Proiektu mota
Ikerketa proiektua
Lanaren plangintza

Elhuyar-erako gure proiektua aurkezteko bideoaren gidoia

 

Kaixo, gu Beasaingo La Salletik datorren talde bat gara, eta aurten Elhuyar-eko zientzia azokan parte hartuko dugu. Gure taldearen izena Zientzia Aurrera da.

 

Aukera ezin hobea iruditu zitzaigun ingurumenari on egingo zion ikerketa proiektu bat burutzea. Konkretuki biomasa, energia iturri berriztagarri gisa bultzatzea.

 

Esan bezala, gure proiektua hondakinetan dagoen biomasarekin loturikoa da. Gure ikastetxean hondakin asko sortzen zirela ikusi genuen eta horri erabilpen bat ematearren, hartziduraren bidez bioetanola lortzea oso proiektu interesgarria izango zela pentsatu genuen.  Beraz, gure ikerketa proiektuaren HIPOTESIA hauxe da:

 

Hondakin desberdinetatik (paperetik, kafe-hondarretatik eta fruta hondar desberdinetatik) hartzidura alkoholikoaren bitartez bioetanola lortu daiteke bioerregai moduan erabiltzeko.

 

Hartzidura alkoholikoa prozesu metaboliko bat da (katabolikoa konkretuki), eta bertan bakterio eta onddo batzuek (legamiak) glukosa molekula organikoa degradatzen dute (glukosa edo fruktosa) energia lortzeko oxigeno gabeko egoera batean (baldintza anaerobikoan). Degradazio horren azken produktu gisa etanol eta karbono dioxidoa lortzen dira. Hartzidura alkoholikoaren formula orokorra honakoa da:

C 6 H 12 O 6 ⟶ 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2

(glukosa molekula batek erreakzionatzen du bi molekula etanol eta bi molekula karbono dioxido emateko)

Hartziduran parte hartzen duen glukosak hiru jatorri eduki ditzake:

  • Bat zuzenean hondakinetan dagoen glukosa (fruta hondakinetan).
  • Bigarrena hondakinetan dagoen almidoia, haren hidrolisia eginez (fruta hondakinetan).
  • Azkenik lignina ezabatu ondorengoko zelulosa eta hemizelulosaren hidrolisiaren produktua (kafe hondarretan, paperean eta fruta azalean ).

Hartziduran gasa sortzen da. Horregatik, aspaldian esaten zen hartzidura tenperatura epeletan gertatutako irakite bat zela. Hartzidura prozesuaren kondizioak hobetzeko ekipamendu berriak ere diseinatu eta sortu ditugu. Alde batetik tapoi anaerobiko bat, hartzidura oxigenorik gabeko ingurunean gerta dadin eta karbono dioxidoa ateratzeko aukera edukitzeko. Eta beste alde batetik, hartzidura gutxi gorabehera 35 ºC-tan gertatu behar denez, gure eskuz eginiko estufa bat ere egin dugu. Bi tresna hauek eraikitzeko erabili ditugun material guztiak birziklatutakoak izan dira (arrandegiko polispan kutxak, zaharkitutako infragorri lanpara, pistola balak, ontzi zaharrak,...).

Hartziduraren jarraipena egiteko ere hainbat neurgailu erabiltzen ikasi dugu. Besteak beste dentsimetroa eta errefraktometroa alkohol produkzioaren kontrola egiteko dentsitatearen eta errefrakzio indizearen aldaketak neurtuz.

 

Eskolako hondakin desberdinekin frogak egiten ari gara. Hasteko jangelako laranja hondakinekin  eta kafe-hondarrarekin egin dugu hartzidura. Prozesua hainbat zatitan banatzen da: birrintze mekanikoa, ligninaren kanporatzea edo ezabatzea; zelulosa, hemizelulosaren edo/eta almidoiaren hidrolisia, pHaren kontrola, hartzidura alkoholiko anaerobikoa eta destilazio sinplea.

Momentuz lortutako ondorioak hauek dira:

-Paperaren kasuan  eskatzen duen energia, sortzen dituen hondakin kimikoak eta batez ere eskatzen duen ur kantitatea handiegia dela ikusi dugu eta prozesua hidrolisian utzi dugu.Hondakin horiekin paper birziklatua egitea egokiago dela ondorioztatuz.

-Laranja azalen eta kafe hondakinen kasuan, prozesua amaituta, lortutako etekina oso baxua izan da (%2-4 alkohol kontzentrazioa duen disoluzioa).  Gure ustez, horren arrazoia ligninaren ezabatzea eta ondorengo zelulosa, hemizelulosa edo/eta almidoiaren hidrolisia behar bezala ez da egin eta lortutako glukosa kantitatea txikia izan da.

-Destilazioa ere ez da prozesu erraza. Urak eta alkoholak nahaste azeotropiko bat sortzen dute eta horretaz gain beraien irakite puntuak oso gertukoak dira. Destilazioa baino lehenagoko produktuak %2ko alkohol kontzentrazioa bazuen ondorengoak %4ra igotzea besterik ez dugu lortu.

-Konturatu gara gure ikastetxeko fruta hondakinetan (sagar, kiwik eta platano hondakinetan, baita laranja azalarekin batera ) fruta azalez gain fruta kantitate handiak daudela eta haietatik glukosa nahikoa atera daitekeela hartzidura egiteko almidoia, zelulosa eta hemizelulosa hidrolizatu gabe.

Guzti hau kontuan hartuz honako saiakerak aurrera eramatea planifikatu dugu:

  • Hondakinen hartzidura prozesua berriro berrikusi hondakinetan dagoen almidoiaren, zelulosaren eta hemizelulosaren hidrolisi erreakzioaren etekina handituz.
  • Hondakin desberdinen hartzidura prozesua egitea bertan dagoen glukosaren hartzidura zuzenean eginez almidoia, zelulosa eta hemizelulosa hidrolizatu gabe. Beraz, hartzidura prozesua modu “naturalago” batean egingo dugu.
  • Bi prozesuen arteko konparaketa egin alkohol produkzioa, sortutako hondakin kimikoak, erabilitako energia eta ura… alderatuz.
  • Destilazioaren errendimendua hobetzeko gatz-destilazioa egiteko aukera arakatuko dugu. Destilatutako disoluzioari gatza gehituz, alkohola eta uraren arteko irakite puntuen arteko gradientea handitzea etekina handitzeko.

Gustatuko litzaiguke esatea esperientzia oso ona izaten ari dela, bai gai berri batzuei buruz ikasten ari garelako eta baita normalean egin ez ditzakegun gauzak egiten ari garelako. Azoka honetan parte hartzearen bitartez jasotako ezagutza zientifiko berriak ere oso baliagarriak izango dira guretzat etorkizunerako.