将食物垃圾转换为现金！科学家探索将废物垃圾转换为生物材料的可能性

2022-06-16 19:52:34  信息编号：K220828  浏览次数：598

全世界每年产生 118 至 1.38 亿吨有机废物，其中来自食品生产和分销链的废物占总量的 1 亿吨。

所有这些生物废物中只有大约 25% 被收集和回收利用。

剩下的 75% 被简单地扔掉了，这意味着潜在资源的巨大损失和对环境的重大破坏。

这些数字来自欧洲环境署 2018 年发布的一份报告。

它的统计数据是最新可用的，可能被低估了，因为它们是基于 2011 年的数据。

将废物转化为资源（或“将垃圾转化为现金”，用最新的术语来说）是循环经济的驱动力之一。

当废物来自生物质时，它是循环生物经济的一部分。

最近发表在Advanced Materials 上的一篇文章探讨了该主题。

“在我们的团队中，十多年来，我们已经将各种废物和残留物视为原材料。

我们对文献进行了批判性审查，并重新定位了将农业食品损失和废物转化为生物塑料和先进材料。

我们寻找不这样做的论据，但没有找到。

这是双赢的，“文章的第一作者 Caio Gomide Otoni 说。

Otoni 是巴西圣保罗州圣卡洛斯联邦大学 (DEMA-UFSCar) 材料工程系的教授，也是一个名为 maTREErials 的小组的创建者。

例如，作为将农工业废物作为牛饲料进行更质朴和对环境有害的回收的替代方案，该研究表明，习惯性丢弃或未充分利用的生物质可以作为生物塑料和可用先进材料的低成本原材料在各种高附加值设备中。

应用范围从具有抗病毒、抗微生物和抗氧化特性的多功能包装到柔性电子设备、生物医学设备、发电、存储和传输齿轮、传感器、隔热和隔音以及化妆品等。

“食品-材料-能源的联系与循环生物经济高度相关。

我们着手提出最先进的战略来解构农业食品废物，将结果转化为单体、聚合物和胶体结构单元，并在此基础上合成先进材料基础，”文章的倒数第二作者 Daniel Souza Corrêa 说。

Correa 是位于圣卡洛斯的巴西农业研究公司 (EMBRAPA) 下属的农业企业纳米技术国家实验室 (LNNA) 的研究员，也是 UFSCar 的化学和生物技术教授。

将粮食损失和浪费转化为先进的工业“绿色材料”是大多数发达国家的新兴政策选择，欧洲绿色协议就是一个例证。

“循环生物经济最大限度地利用了来自农业、食品加工和森林工业的副流和残余流，从而减少了送往垃圾填埋场的废物量，”欧盟委员会官方网站称。

Otoni 等人的文章。

认为如果将平流层视为边界，则没有“扔掉”这样的东西。

将废物转化为有用资源是用垃圾覆盖地球的合理选择。

“源自食物损失和浪费的生物质的复杂和异质成分构成了技术和经济挑战，”奥托尼说。

“我们必须解决所谓的‘生物质对解构的顽固’。

另一个不利因素是农业工业生产的季节性。

某些种类的废物在一年中的某些时候很丰富，而在其他时候则很少。

即使它们可用，它们的成分通常也是可变的。

但大规模升级回收的主要障碍[创造性地将材料回收成具有更高环境价值的新产品] 本质上是政治性的。

希望初创公司和高度创新的公司能够克服这些障碍并推动这一进程。

”

正如文章所示，这样做的技术路线是存在的。

它的作者已经在实验室规模上掌握了它们，或者根据情况，在半中试或中试规模上掌握了它们。

LNNA-EMBRAPA 的合著者兼研究员 Henriette Monteiro Cordeiro de Azeredo 说：“可以举出几个例子，包括用芒果、香蕉、小麦和腰果废料等生产材料。

”

在本页顶部的图片中，LNNA 以半中试规模对胡萝卜进行最少加工所产生的材料证明了将食物垃圾转化为生物塑料的潜力。

研究人员还从甘蔗渣中生产出抗菌泡沫、含有从甲壳类动物和昆虫外骨骼中提取的几丁质的包装，以及在制药、化妆品和油漆制造中具有潜在应用的乳液稳定颗粒。

可以看出，这项研究与巴西等国家的经济密切相关，巴西是世界上最大的甘蔗和橙子生产国，也是许多其他粮食作物的主要生产国。

还值得一提的是，粮食损失和浪费的一个非常重要的来源与水果和蔬菜有关：大约三分之一的总产量从链条的一端流失到另一端。

“很大一部分食物损失和浪费含有高水平的维生素、矿物质、纤维和蛋白质，所有这些都可以理想地转化为食物，”奥托尼说。

“然而，根据微生物和感官标准，其中大部分被归类为不合适和拒绝。

因此，将废物转化为化学平台和有用材料的替代方案，在高附加值设备中具有潜在应用。

鉴于数量庞大且不断增长的食品浪费，食品生产商真正有兴趣评估这些流量。

”

一个例子是 Luiz Henrique Capparelli Mattoso 开发的可食用生物塑料，他是 LNNA-EMBRAPA 这条研究线的领导者之一。

这项研究是在一个网络中进行的，有数十名研究人员在这个特定领域做出了贡献。

该文章的其他合著者是芬兰阿尔托大学的研究员布鲁诺·马托斯；Marco Beaumont，奥地利维也纳自然资源与生命科学大学（BOKU）研究员；加拿大不列颠哥伦比亚大学生物制品研究所所长奥兰多·罗哈斯（Orlando Rojas）。

根据马托斯的说法，“从废弃生物质中获得的构建块的质量与更纯净、加工程度较低的来源（如棉花或纸浆）的质量相同。

但是，废物含有其他几种残留分子，如果胶和木质素，提供了一种可以探索更多的特性，以将功能引入生物塑料。

”