Nghiên cứu đề xuất những cách có lợi để tái sử dụng chất thải công nghiệp
của Emily Caldwell, Đại học bang Ohio
Trừu tượng đồ họa. Khoa học về Môi trường Tổng thể (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.161550
Theo một nghiên cứu mới, có thể kiếm được tiền - và có khả năng giảm phát thải khí nhà kính - bằng cách tìm kiếm cuộc sống thứ hai cho vỏ khoai tây, các hạt bột chiên, váng sữa phô mai và các sản phẩm phế thải chế biến thực phẩm công nghiệp khác thường bị đưa vào bãi chôn lấp. .
Các nhà khoa học đã thực hiện bước đầu tiên trong việc ước tính cách sử dụng quy mô lớn tốt nhất đối với chất thải chế biến thực phẩm, trước tiên phân tích thành phần của nó và dựa trên những phát hiện đó, đề xuất các cơ hội sản xuất từ nhiên liệu bền vững, khí sinh học và điện đến hóa chất hữu ích và phân bón hữu cơ.
Katrina Cornish, tác giả chính của nghiên cứu cho biết công việc này được gọi là bình ổn hóa hoặc xác định giá trị tiềm năng của một thứ gì đó "không có giá trị hoặc thậm chí làm cạn kiệt nguồn lực của một công ty—khi bạn phải chi tiền để loại bỏ nó". nghiên cứu và giáo sư về khoa học làm vườn và cây trồng và thực phẩm, kỹ thuật nông nghiệp và sinh học tại Đại học bang Ohio.
"Nền kinh tế sinh học đang trở thành một chủ đề thảo luận phổ biến hơn nhiều. Trong trường hợp này, đừng loại bỏ lãng phí thực phẩm—hãy kiếm tiền từ việc đó", Cornish, cũng là Học giả nghiên cứu về Vật liệu sinh học mới nổi của Ohio, cho biết. "Ở đây, chúng tôi đang áp dụng mô hình cơ sở cho các nhà sản xuất thực phẩm đang tự hỏi, 'Tôi có thể làm gì với những thứ này?' Lưu đồ của chúng tôi hướng dẫn họ theo một hướng cụ thể và ngăn họ lãng phí thời gian để thử một thứ mà chúng tôi biết là sẽ không hiệu quả."
Nghiên cứu gần đây đã được công bố trực tuyến trên tạp chí Khoa học về Môi trường Toàn diện.
Khoảng 2% trong số 80 tỷ pound thực phẩm bị loại bỏ hàng năm ở Hoa Kỳ là do quá trình sản xuất và chế biến thực phẩm—với chất rắn từ chất thải thực phẩm được gửi đến bãi chôn lấp hoặc ủ phân, và chất lỏng đổ vào cống rãnh.
Đối với nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã thu thập tổng cộng 46 mẫu chất thải, trong đó có 14 mẫu từ các công ty chế biến thực phẩm lớn ở Ohio và chia chúng thành bốn loại chính: thực vật, giàu chất béo, bùn công nghiệp và tinh bột. Sau đó, họ mô tả các đặc tính vật lý và hóa học của các thành phần mẫu và thử nghiệm một số chất thải tinh bột mà họ xác định là những ứng cử viên tốt để lên men thành acetone hóa học nền tảng.
Trong bức tranh toàn cảnh, mật độ năng lượng của một loại chất thải—dựa trên nhiệt trị—và tỷ lệ carbon trên nitơ là những yếu tố chính quyết định tiềm năng tái sử dụng của nó. Ví dụ, chất thải béo và chất thải gốc khoáng có thể được phân hủy kỵ khí để tạo ra khí sinh học và chất thải đậu tương có mật độ năng lượng đủ để sử dụng cho sản xuất dầu diesel sinh học.
Chất thải thực vật có nhiệt lượng thấp không phải là chất tuyệt vời để sản xuất năng lượng, nhưng chúng là nguồn flavonoid, chất chống oxy hóa và sắc tố hữu cơ dồi dào có thể được chiết xuất và sử dụng trong các hợp chất tăng cường sức khỏe.
Dựa trên phân tích chất thải giàu chất xơ và khoáng chất, Cornish đã thực hành những gì cô ấy đang thuyết giảng: Phòng thí nghiệm của cô ấy đã phát triển một phương pháp biến vỏ trứng và vỏ cà chua có nguồn gốc từ các nhà sản xuất thực phẩm Ohio thành chất độn trong các sản phẩm cao su, thay thế một phần muội than gốc dầu mỏ trong lốp xe , Ví dụ.
Tác giả đầu tiên Beenish Saba, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về kỹ thuật thực phẩm, nông nghiệp và sinh học tại Bang Ohio, cho biết: “Chúng tôi đã liên kết công việc này với mục tiêu của Cơ quan Bảo vệ Môi trường nhằm giảm 50% thất thoát và lãng phí thực phẩm vào năm 2030”. "Vì vậy, làm thế nào bạn có thể giảm thiểu sự lãng phí này? Định giá là một phương pháp.
"Ở Ohio, ngô đang được trồng để chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học, acetone và butanol, và ở đây chúng tôi đã xác định được các nguồn khác đã có sẵn dưới dạng chất thải mà bạn cũng có thể chuyển đổi thành các sản phẩm đó."
Các công nghệ chuyển đổi được đề xuất cần năng lượng để vận hành và cũng tạo ra một số chất thải thứ cấp, nhưng mô hình bình ổn hóa đặt nền móng cho các phân tích "từ đầu đến cuối" tiếp theo sẽ giúp định lượng lợi ích môi trường của thực phẩm quy mô lớn—và ngành công nghiệp khác—giảm thiểu chất thải, Saba nói.
Các nhà nghiên cứu cho biết, mặc dù nghiên cứu này mới chỉ là điểm khởi đầu, nhưng lý tưởng nhất là nó sẽ khuyến khích các nhà sản xuất thực phẩm xem xét khả năng tạo ra thứ gì đó từ các sản phẩm phế thải hiện đang được coi là rác thải.
"Điều chúng tôi hy vọng sẽ xảy ra là các nhà sản xuất thực phẩm sẽ thực sự xem xét chi phí và dấu chân của họ, và xem cách tiếp cận nào đối với chất thải cụ thể của họ sẽ hiệu quả nhất—cách tiếp cận nào sẽ ít tiêu cực nhất về tài chính và tốt nhất là có lợi nhuận, đồng thời giảm thiểu bất kỳ lượng khí thải carbon," Cornish nói. "Về vấn đề nóng lên toàn cầu, bất kỳ chất thải nào có thể được định giá đều có tác động trực tiếp đến sự nóng lên toàn cầu vì nó có tác động trực tiếp đến khí thải và hệ sinh thái.
Bà nói: "Tất cả là nhằm cải thiện an ninh năng lượng và giảm tác động tài chính và môi trường của việc quản lý chất thải thực phẩm". "Nếu chất thải của bạn có đủ giá trị để bạn làm điều gì đó với nó để ngăn không cho nó đi vào bãi rác, thì đó thực sự là một điều tốt."
