2022-07-19 10:41:47 信息編號：K222684 瀏覽次數：1113
四名巴西科學家和兩名美國科學家，發表的一篇科學文章報道了，在進行厭氧消化(一種涉及消耗有機物和產生甲烷的微生物過程)之前，對啤酒工業產生的大量廢物啤酒糟(大麥蔗渣)進行超聲波處理時獲得的電能和熱能。
預處理產生含56%甲烷的沼氣，比不使用超聲波獲得的比例多27%。在甲烷中純化后，沼氣可以用作車輛燃料，與傳統的化石燃料相比，碳足跡非常低。此外，在熱電聯產系統中，甲烷可以被啤酒廠燒掉，用來發電和供熱。最終的廢物可以用作生物肥料，而不是礦物肥料。
這種創新工藝是由坎皮納斯州立大學食品工程學院(FEA-UNICAMP)的生物工程和廢水處理實驗室(Biotar)開發的。
食品加工廠有符合法律的廢水處理廠，但并不總是處理有機固體廢物，這些廢物通常被運往受控或衛生的填埋場，或用于生產動物飼料。
增加有機固體廢物價值的研究對工業和整個社會都很重要，在這項研究中，用超聲波預處理廢物，這是一種通常只在實驗室應用的早期技術，因此獲得了更高水平的甲烷產量。
啤酒廠廢物是木質纖維素(包括木質素、纖維素和半纖維素)，參與厭氧消化的微生物不容易穿透細胞壁。向厭氧消化反應器中加入木質纖維素原料會產生低水平的甲烷，因為微生物不會消耗這些生物質，這些生物質必須通過預處理來分解。
該研究還分析了整個過程中的能量回收路線，得出結論認為，沼氣產生的電力抵消了超聲波和厭氧消化預處理所需的80%的能量，同時還產生了比不使用超聲波獲得的多余熱量高50%的熱能盈余。
一個技術挑戰是如何應用消耗很少能量的可持續預處理，高能耗預處理不適用于工業規模的應用。因此，沼氣燃燒產生的電力將用于超聲波。所產生的熱量可以在工業中用于各種需要的過程熱能.所有這些都遵循低碳排放的食品生產循環經濟原則。
根據布勒的說法，養分回收和利用可再生能源在當地發電是可持續發展和糧食生產脫碳的關鍵。
這項研究還展示了利用可再生能源發電來減少溫室氣體排放的潛力。五年多來，福斯特·卡內羅一直與本文倒數第二位作者邁克爾·蒂姆科合作。Timko是美國馬薩諸塞州伍斯特理工學院的教授，也是廢物價格化方面的專家。
除其他外，這一實驗源于FEA-UNICAMP與當地釀酒商之間的良好關系，體現在技術訪問和固體廢物捐贈上。有關啤酒廠每周生產120-250公噸的大麥蔗渣。工廠目前不回收這種廢料。它只是把甘蔗渣用作動物飼料，但它可以處理甘蔗渣，同時產生能量。
將廢物進投入反應器，在一定的溫度和壓力條件下水解生物質[分解分子]產生含有可溶性營養物的水解產物。這對發酵過程非常有益。然而，需要進行更深入的研究，以便我們能夠找到一種有效和可持續的解決方案來處理木質纖維素廢物。