Khí sinh học được sản xuất từ chất thải từ quá trình sản xuất nước ép táo có thể giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong công nghiệp
Trừu tượng đồ họa. Chuyển đổi sinh khối và Nhà máy lọc sinh học (2022). DOI: 10.1007/s13399-022-03534-6
Các nhà khoa học tại Đại học Bang Campinas (UNICAMP) và Đại học Liên bang ABC (UFABC) ở bang São Paulo, Brazil, đã sản xuất thành công khí sinh học từ bã táo, phần bã còn lại sau khi quả được nghiền nát để chiết xuất nước ép.
Một bài báo mô tả nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí Biomass Conversion and Biorefinery. Khái niệm chính là nền kinh tế tuần hoàn, một hệ thống các vòng khép kín được thiết kế để giảm chi phí, thu hồi tài nguyên từ chất thải, thúc đẩy tái sử dụng và tái chế, đồng thời tối đa hóa việc sử dụng năng lượng sinh học và vật liệu sinh học.
Táo là một trong những loại trái cây được tiêu thụ rộng rãi nhất trên toàn thế giới, cả tươi và chế biến dưới dạng nước trái cây, giấm và rượu táo, cùng các sản phẩm khác. Ngành công nghiệp chế biến táo vứt bỏ phần lớn trái cây dưới dạng chất thải.
Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO), tổng sản lượng táo toàn cầu đạt gần 86,5 tấn vào năm 2020. Các nhà sản xuất chính là Trung Quốc (46,85%), Hoa Kỳ (5,38%) và Thổ Nhĩ Kỳ (4,97%).
Tânia Forster Carneiro, tác giả cuối cùng của bài báo cho biết: "Quá trình tinh chế sinh học với quá trình phân hủy kỵ khí khô tạo ra điện và nhiệt năng, giảm phát thải khí nhà kính và ổn định chất thải thông qua chuyển đổi thành phân bón hữu cơ". Carneiro lấy bằng tiến sĩ. về kỹ thuật quy trình công nghiệp tại Đại học Cadiz, Tây Ban Nha năm 2004 và hiện là giảng viên về kỹ thuật sinh học và công nghệ sinh học tại Trường Kỹ thuật Thực phẩm (FEA) của UNICAMP.
Bà giải thích rằng quá trình tiêu hóa kỵ khí là một quá trình vi sinh liên quan đến việc tiêu thụ chất dinh dưỡng và sản xuất khí mê-tan. Quá trình phân hủy kỵ khí khô, với tổng chất rắn trong lò phản ứng vượt quá 15%, được coi là một phương pháp hiệu quả để tái chế chất thải rắn hữu cơ và phù hợp với môi trường hơn nhiều so với xử lý chôn lấp.
Kết quả cho thấy sản lượng 36,61 lít khí mê-tan trên mỗi kilôgam (kg) chất rắn đã loại bỏ, có khả năng tạo ra 1,92 kilowatt giờ (kWh) điện và 8,63 megajoules (MJ) nhiệt trên mỗi tấn bã táo.
Do đó, năng lượng sinh học được thu hồi có thể cung cấp 19,18% điện năng và 11,15% nhiệt lượng được sử dụng để vận hành lò phản ứng tinh chế sinh học kỵ khí do các nhà nghiên cứu thiết kế. Họ kết luận rằng nhiên liệu sinh học và điện sinh học có thể đóng góp vào chính sách công, giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và cắt giảm khí nhà kính phát thải từ dư lượng hữu cơ.
chuyển đổi năng lượng
Nhóm nghiên cứu nhận thấy lượng khí thải nhà kính mà khí sinh học tránh được tương ứng với 0,14 kg carbon dioxide tương đương (CO2e) trong điện và 0,48 kg CO2e trong nhiệt sinh ra trên mỗi tấn bã táo.
Carneiro cho biết: "Phân hủy kỵ khí là một công nghệ ổn định và có thể được thực hiện ở các nhà máy vừa và nhỏ, hỗ trợ quá trình chuyển đổi nền kinh tế tuần hoàn và cung cấp một giải pháp thay thế giá trị gia tăng để xử lý dư lượng trái cây dưới dạng chất thải mang lại lợi ích cho toàn bộ chuỗi cung ứng".
Các tác giả khác của bài báo là Larissa Castro Ampese, William Gustavo Sganzerla và Henrique Di Domenico Ziero, Ph.D. ứng viên tại FEA-UNICAMP; Josiel Martins Costa, hiện là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại FEA-UNICAMP; và Gilberto Martins, giáo sư tại Trường Kỹ thuật, Mô hình hóa và Khoa học Xã hội Ứng dụng của UFABC.
Carneiro và Sganzerla gần đây đã xuất bản một bài báo về quá trình phân hủy kỵ khí để tạo ra khí mê-tan từ bã mía lúa mạch mạch nha trong ngành sản xuất bia, trình bày chi tiết mức tăng điện và nhiệt xét về mặt cân bằng khối lượng và năng lượng trong tất cả các dòng chảy vào và ra. Bài báo cho thấy có thể sản xuất 0,23 megawatt giờ điện cho mỗi tấn bã mía lúa mạch được xử lý.
