價值化是維持生命的過程

Anuja Kenekar 博士

2017 年 5 月 29 日

衛生

價值化:維持生命的過程

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眾所周知,提供優質飼料和燃料的需求已成為世界面臨的緊迫問題。

氣候變遷、污染和能源危機是未來幾年人類必須應對的幾個主要問題。

隨著人口不斷增長,人類逐漸侵占了大自然的水資源。

工業化對世界自然資源造成的污染已經使我們瀕臨災難性的後果。

因此,永續發展是全球政策制定者需要解決的關鍵問題。

尋找創新策略來適應永續發展以及安全處理產生的廢棄物是當務之急。

農業、家庭、工業等各個領域都會產生大量廢棄物,這引發了與廢棄物管理相關的問題。

當今世界的大都市一直在努力解決與不負責任的廢物處理有關的問題,但這並沒有轉化為意識,從而減少浪費。

解決這個問題的方法有很多,其中之一就是廢棄物價值化。

價值化可以定義為將廢棄物轉化為有價值的商品的過程,這些商品可能是工業上重要的化學品、燃料、材料等。

廢棄物價值化並不是一個新概念;它已經存在很久了;由於全球自然資源的快速匱乏和廢棄物產生的增加,社會現在才提出這個概念。

許多廢棄物價值化策略已經實施,其中一些如下:

化學工程

流動化學已經被各行業用來將廢棄物加工成有價值的產品,特別是在食品業。

連續流化學的優點包括易於擴大規模和產量高。

缺點是降解高度穩定的生物聚合物和難降解化合物(例如木質素)需要巨大的能量。

熱解

第二種最常用的價值化策略是熱解,這種方法特別用於生產生質油。

生物油的黏度指數較低,是酮、醛和羧酸短鏈的混合物。

有報導稱,家具廢料鋸末可以透過流化生物反應器轉化為生物油,可產出 57% 的生物油, Hoe等人(2014年)。

微生物降解

第三種策略是透過微生物對廢棄物進行生物降解,以產生有價值的產品(生物燃料、生物肥料等)。

生物轉化已經存在十多年了,這被認為是一種將廢物轉化為具有商業和工業價值的產品的綠色方法。

其中一個例子就是利用農業廢棄物生產生物燃料。

生物燃料-農業廢棄物的價值化

目前,利用農作物生產生質燃料的技術尚未像我們所希望的那樣獲得發展動能;相較之下,微生物燃料的前景更加光明。

許多微生物如藻類、細菌、真菌和酵母等都具有累積油脂的能力,這類微生物稱為產油微生物。

微生物油可以作為未來生產生質柴油的潛在原料。

產油微生物的脂質累積程度取決於其遺傳組成。可以透過基因操作以及改變其生長參數來提高SCO的產量。

印度的主要優勢之一是其農業部門,該部門每天都會產生各種廢物,這些廢物要么用作牛的飼料,要么用作燃料,還有一些被傾倒在垃圾掩埋場。

透過利用該行業產生的廢料來生產生質燃料可能會帶來好處。

在這裡,可以透過利用農作物廢物本身來生產生物燃料來解決農作物是作為食物還是作為燃料的問題。

玉米芯、甘蔗、甜菜糖蜜、穀殼、棉稈廢料、油餅粕等各種底物仍然具有很高的營養價值;這些農業副產品可以作為一個整體用於生產能夠積累脂質的微生物,通常稱為產油微生物,此外,這些脂質(單細胞油)後來可以用作生產生物柴油的原料。

已報告的產油微生物並且可用於生產具有良好底物的生物燃料的微生物是:

  • 細菌- 枯草芽孢桿菌 (甘蔗糖蜜廢料), 紅球菌 (玉米芯);
  • 菌- 土麴菌 (菠蘿皮、甘蔗糖蜜、油泥) 毛黴屬.(油泥炭、乳酪乳清) 炭疽菌屬 (甜菜糖蜜、柳橙廢料) 鍊格孢屬 (穎)
  • 酵母– 解脂耶氏酵母 (鋸末和穀殼廢料)
  • 放線菌- 褐熱單孢菌 以及 St爬行黴菌屬(小麥麩皮和燕麥殼)已知它們在壓力條件下會累積約 70% 的脂質

大量廢棄物處置正在使世界許多地方的垃圾掩埋場狀況惡化,而垃圾掩埋場可以用於廢棄物價值化等更好的用途。

跨學科的共同努力形成綠色技術,例如生物工程、化學、生物技術、環境科學和經濟學,可以改善大自然。

透過廢物利用邁向永續發展的一步可能是邁向健康和綠色未來的一步。

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