Συνδυαζόμενες μέθοδοι επεξεργασίας με μεμβράνες για την επεξεργασία αποβλήτων ελιάς

Abstract

Η ελιά καλλιεργείται και αναπτύσσεται εδώ και πολύ καιρό-πάνω από 7000 χρόνια. Στην αρχαιότητα, το ελαιόλαδο χρησιμοποιούνταν σε ιερές τελετουργίες από τη γέννηση έως το θάνατο. Το ελαιόλαδο χρησιμοποιείται επίσης εδώ και πολύ καιρό για λόγους υγείας, τόσο στη μαγειρική όσο και στη γενική διατροφή. Σήμερα, τα διατροφικά και υγειονομικά οφέλη των ελιών και του ελαιόλαδου βασίζονται σαφώς σε επιστημονικά στοιχεία. Υπάρχει ένας αυξανόμενος όγκος αποδείξεων ότι η κατανάλωση ελαιόλαδου όχι μόνο βελτιώνει την καρδιοαναπνευστική λειτουργία, αλλά έχει και θεραπευτικά αποτελέσματα για μια ποικιλία ασθενειών. Άλλες ιδιότητες περιλαμβάνουν αντιοξειδωτικές επιδράσεις, μακροφάγα και απόπτωση, καθώς και επιδράσεις σε πολυάριθμες κυτταρικές και παθοφυσιολογικές διεργασίες. Ωστόσο, κατά καιρούς παρατηρείται δυνητικά επιβλαβής ρύπανση. Κατά συνέπεια, απαιτείται εκτεταμένο επιστημονικό υλικό και συνολική κατανόηση των ελιών και του ελαιόλαδου.

Τα ανεπεξέργαστα υγρά απόβλητα αποτελούν πλέον ένα σοβαρό παγκόσμιο περιβαλλοντικό πρόβλημα. Περίπου το 80% του συνόλου των λυμάτων επιστρέφει στο οικοσύστημα χωρίς επεξεργασία ή επαναχρησιμοποίηση. Ως αποτέλεσμα, περίπου 1,8 δισεκατομμύρια άνθρωποι εξαρτώνται από νερό μολυσμένο με διάφορους μικροοργανισμούς και παθογόνους μικροοργανισμούς. Ως αποτέλεσμα, η υγεία τους απειλείται από μια σειρά υδατογενών ασθενειών όπως ο τύφος, η χολέρα, η δυσεντερία και η πολιομυελίτιδα. Το γεγονός αυτό αναδεικνύει την επείγουσα ανάγκη για επεξεργασία των υγρών αποβλήτων.

Συγκεκριμένα η παραγωγή ελαιόλαδου παράγει μεγάλη ποσότητα αποβλήτων, γνωστά ως ελαιοπυρήνας και υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου. Αυτά πρέπει να υποστούν κατάλληλη επεξεργασία πριν από την απελευθέρωσή τους στο περιβάλλον, γεγονός που αποτελεί σοβαρή οικονομική και περιβαλλοντική επιβάρυνση. Η ορθή διάθεση αυτών των αποβλήτων μπορεί επομένως να έχει θετικό αντίκτυπο στην οικονομική κατάσταση των παραγωγών ελαιόλαδου και να μειώσει τις αρνητικές επιπτώσεις τους στο περιβάλλον. Ωστόσο, ως επί το πλείστων, μόνο μια μικρή ποσότητα υγρών αποβλήτων επαναχρησιμοποιείται ως λίπασμα, βιομάζα ή πρόσθετα ζωοτροφών, ενώ μια μεγάλη ποσότητα των λυμάτων αυτών παραμένει αχρησιμοποίητη.

Η διήθηση με μεμβράνες είναι μια από τις διεργασίες διαχωρισμού που χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς, όπως η επεξεργασία υγρών αποβλήτων-είναι γνωστή από το 1963, αλλά εξακολουθεί να αναπτύσσεται σε εργαστηριακό επίπεδο για διάφορες εφαρμογές και δεν έχει βρει πλήρη εφαρμογή στη βιομηχανία. Ωστόσο, παρουσιάζουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τις άλλες επεξεργασίες. Τα πλεονεκτήματα της επεξεργασίας µε μεμβράνες περιλαμβάνουν χαμηλή απαίτηση ενέργειας, ήπιες συνθήκες λειτουργίας, πολύ υψηλή αποτελεσματικότητα διαχωρισμού και εύκολη κλιμάκωση. Ολοκληρωμένες διεργασίες µικροδιήθησης (MF), υπερδιήθησης (UF), νανοδιήθησης (NF) και αντίστροφης όσµωσης (RO), συνήθως σε διαδοχικά στάδια, έχουν χρησιμοποιηθεί µε επιτυχία για την ανάκτηση, τον καθαρισμό και τη συγκέντρωση πολυφαινολών από υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου.

Η παρούσα εργασία παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη επισκόπηση της τεχνολογίας μεμβρανών στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων ελιάς, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα διαθέσιμων τύπων μεμβρανών, χαρακτηριστικά διήθησης, μηχανισμούς μεταφοράς και εξελίξεις στον τομέα των μεμβρανών. Ειδικότερα, οι μεμβράνες με ειδικές μορφολογίες, μικρο- και νανοδομές αποτελούν πρόκληση για την τελειοποίηση της διαδικασίας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων ελιάς και ενδεχομένως για μελλοντική εισαγωγή της στην βιομηχανία καθώς αποτελούν είναι ίσως η πιο αποτελεσματική εναλλακτική για την αντιμετώπιση των υγρών αποβλήτων ελιάς.