Forskere forvandler køkkenaffald til biobrændstoffer

Når vi spiser, vores kroppe omdanner mad til energi, der giver næring til vores liv. Men hvad sker der med den energi, der er lagret i de 80 milliarder pund mad, der årligt smides ud i Amerika? Som en del af fremme af bæredygtige energiløsninger, forskere ved Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory omdanner madaffald til rent, vedvarende brændstof, der kunne drive vores fly, tog og biler.

I årtier, PNNL-forskere har støttet DOE's mål om omkostningseffektivt at producere brændstoffer, der stammer fra planter eller animalsk affald frem for olie. De har udviklet teknologier til at producere disse biobrændstoffer fra råvarer, herunder landbrugsrester, skovbiprodukter, alger, og endda kloakslam og gødning.

I deres seneste indsats, forskere har med succes konverteret madaffald fra Joint Base Lewis-McChord og Coyote Ridge Corrections Center til et energitæt biobrændstof, der kunne hjælpe med at erstatte nutidens fossile brændstoffer. Tidlige resultater tyder på, at madspild kan give en trifekta af effektivitet, økonomiske og miljømæssige fordele.

Først, fra et effektivitetssynspunkt, madaffalds højere fedtindhold og lavere mineralindhold gør, at der kan produceres flere liter biobrændstof pr. ton madaffald end med andre råvarer. Kan nemt laves til en pumpbar gylle, madspild forenkler produktionen og minimerer omkostningerne ved forbehandling, som andre foderstoffer har brug for.

Sekund, det kan være muligt at skaffe madspild billigere end andre råvarer med højere dyrknings- og høstudgifter. Det bliver allerede genereret i overflod, og folk er villige til at betale for dens bortskaffelse. Brug af madspild i stedet for at dyrke afgrøder som majs eller sojabønner til at producere biobrændstof forhindrer også agerjord i at blive brugt til brændstof i stedet for mad.

Tredje, at omdanne dette affald til brændstof ville forhindre det i at gå til lossepladser, hvilket er vigtigt i betragtning af de seneste forbud, der er specifikke for madspild. Når affald nedbrydes, det genererer metan - en potent drivhusgas, der frigives til miljøet, hvis den ikke opfanges.

Hvordan det gøres

PNNL-forskere, der forfølger denne win-win-win, begynder med at blande affaldet, ofte ved hjælp af skræddersyet udstyr kendt som Muffin Monster, der maler alt fra knogler og gristle til frø, indpakning og emballage. Den resulterende grød opvarmes, så den kontinuerligt kan pumpes ind i en reaktor og omdannes til brændstof.

Forskerne tester forskellige typer madspild for at se, om de kan opnå ensartede resultater. Under forsøg, de løser adskillige kemiske og procestekniske udfordringer, efterhånden som de opstår. De finjusterer varmevekslerdesignet, løse pumpeproblemer og udvikle kontinuerlige adskillelsesteknikker.

Forskere søger også at udvide basen af ​​biomasseressourcer for at opnå de effektivitetsgevinster, der er nødvendige for anvendelse i stor skala. Arbejde med ressourcevurderingsteams, de tester forskellige råvareblandinger med henblik på nøjagtigt at repræsentere forskellige kilder til affald, der kunne samles i lokale knudepunkter.

For eksempel, de vurderer de tilgængelige ressourcer inden for en radius på 50 mil fra Detroit, Mich., at bestemme blandingen af ​​madaffald, spildevandsslam, og fedtstoffer, olier og fedtstoffer, der kunne konsolideres og bruges til at producere biobrændstof. Inkludering af madspild ville gøre det muligt for biobrændstofproduktionsanlæg at være op til 10 gange større i byområder - betydelige fremskridt hen imod DOE's omkostnings- og emissionsreduktionsmål for biobrændstoffer.

Ud over tekniske udfordringer, PNNL behandler praktiske overvejelser. Økonomer modellerer forskellige kombinationer af råmaterialer og produktionsfaktorer for at bestemme, hvordan masseproducerede biobrændstoffer kan være omkostningskonkurrencedygtige med konventionelle oliebaserede brændstoffer og kompatible med nutidens infrastruktur.

Ser frem til, forskere arbejder med et affaldsaffaldsfirma, der allerede samler og adskiller mad og andet organisk affald fra hjem og virksomheder i nogle byer, skabe daglige partier af gylle. Forskere vil studere sammensætningen af ​​dette affald og bruge det i eksperimenter til at producere biobrændstof.

Så, mens du skraber aftenens tallerken, hvile lidt lettere ved at vide, at dine køkkenrester en dag kan hjælpe med at reducere USAs afhængighed af fossile brændstoffer. Og husk at tænke på de innovative PNNL-forskere, der giver den stof til eftertanke.