科學家設法將各種食品加工廢料轉化為有利可圖的化合物
新的研究表明,通過為工業食品加工廢料(如土豆皮、油炸麵團顆粒和奶酪乳清)尋找第二次生命,有可能減少溫室氣體排放並賺到錢。這些廢品原本往往最終被填埋,但是找到創新的方法來使用它們可能會帶來一個更加可持續和有利可圖的未來。
科學家們在估計食品加工廢物的最佳大規模用途方面邁出了第一步,首先分析其內容,並根據這些發現提出生產機會,從可持續燃料、沼氣和電力到有用的化學品和有機肥料。
這項工作被稱為”價值化”,或確定”在其他方面沒有價值,甚至對公司來說是一種資源消耗的東西的潛在價值–當你不得不花錢來處理它時,”該研究的高級作者、俄亥俄州立大學園藝和作物科學以及食品、農業和生物工程教授卡特里娜-科尼什說。
“生物經濟正作為一個話題變得更加普遍。在這種情況下,不要擺脫食物垃圾–從它身上賺點錢,”科尼什說,他也是俄亥俄州生物新興材料的研究學者。”在這裡,我們正在為那些想知道’我可以用這些東西做什麼’的食品製造商建立基礎模型。我們的流程圖為他們指引了一個具體的方向,防止他們浪費時間去嘗試我們知道不會成功的東西。”
這項研究最近在線發表在《總體環境科學》雜誌上。
在美國每年丟棄的800億磅食物中,約有2%歸因於食品製造和加工–食物垃圾中的固體被送往填埋場或堆肥,而液體則被倒入下水道。
在這項研究中,研究人員總共收集了46個廢物樣本,其中14個來自俄亥俄州的大型食品加工公司,並將它們分為四大類:蔬菜、富含脂肪、工業污泥和澱粉。然後,他們對樣本內容的物理和化學特性進行了描述,並測試了一些他們認為是發酵成平台化學品丙酮的良好候選者的澱粉類廢物。
從總體上看,一種廢物類型的能量密度(基於熱值)和碳氮比是決定其再利用潛力的主要因素。例如,脂肪類廢物和礦物類廢物可以通過厭氧消化產生沼氣,而大豆廢物具有足夠的能量密度,可用於生產生物柴油。
低熱值的蔬菜垃圾對於能源生產來說不是很好,但它們是豐富的黃酮類化合物、抗氧化劑和色素的有機來源,可以被提取並用於促進健康的化合物。
基於對纖維和礦物質豐富的廢物的分析,科尼什的實驗室開發了一種方法,將來自俄亥俄州食品生產商的蛋殼和番茄皮變成橡膠產品的填充物,例如,部分取代輪胎中基於石油的炭黑。
“我們將這項工作與環境保護署的目標相一致,即到2030年減少50%的食物損失和浪費,”第一作者Beenish Saba說,他是俄亥俄州食品、農業和生物工程的博士後研究員。”那麼,如何才能減少這種浪費?價值化是一種方法。在俄亥俄州,正在種植的玉米可以轉化為生物燃料、丙酮和丁醇,在這裡,我們已經確定了其他已經可以作為廢物的來源,你也可以轉化為這些產品。”
擬議的轉換技術需要能源來運作,也會產生一些二次廢物,但價值化模型為進一步的”從搖籃到墳墓”的分析奠定了基礎,這將有助於量化大規模減少食品-和其他行業-廢物的環境效益。
研究人員說,雖然這項研究是一個起點,但它最好能激勵食品生產商考慮從目前被視為垃圾的廢品中製造出一些東西的可能性。
“我們希望發生的是,食品生產者將實際審視他們的成本和他們的足跡,看看哪種方法對他們的特定廢物最有效–哪種方法在經濟上的負面影響最小,最好是有利可圖,而且還能將任何碳足跡降至最低,”科尼什說。”就全球變暖而言,任何可以被估價的廢物都對全球變暖有直接影響,因為它對排放和生態系統有直接影響。這都是為了提高能源安全,降低食物垃圾管理的財政和環境影響,如果你的廢物有足夠的價值,你可以用它做一些事情,防止它進入垃圾填埋場,這真是一件好事。”