啤酒釀造後的酵母可以幫助從電子垃圾中回收金屬

這種啤酒釀造副產品可以為從回收電子垃圾中分離金屬提供一種可持續的方法

Microscopic view of brewer’s yeast.

啤酒酵母的顯微檢視。

Science Photo Library/Steve Gschmeissner/Getty Images

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啤酒釀造過程中剩餘的啤酒酵母,如果與合適的調味料混合,可以製成一種苦澀、泥土味的醬料,稱為馬麥醬,在英國尤其受歡迎。塗在吐司上,這是一種需要慢慢適應的零食。但最近發表在Frontiers in Bioengineering and Biotechnology上的一項研究發現,殘留的酵母汙泥也可以用於結合電子垃圾金屬——研究表明,這種能力可能有助於回收世界上越來越多的廢棄電子裝置。

當研究作者將啤酒酵母(一種單細胞真菌)新增到混合金屬的水溶液中時,他們注意到酵母可以分離和吸收特定的金屬——並且可以重複使用至少五次而不會失去結合強度。該團隊表示,這種方法為目前的提取技術(如火法冶金)提供了一種更環保的可持續替代方案,火法冶金是一種能源密集型的熔鍊過程,可能會釋放有毒煙霧。儘管啤酒酵母可能對某些人來說很美味,但其中大部分仍然被傾倒,而且它非常便宜且數量充足。

“在奧地利,我們生產大量啤酒,並且有很多啤酒酵母被浪費,”該研究的主要作者,維也納自然資源與生命科學大學的研究生 Anna Sieber 說。她表示,瞭解到酵母可以結合金屬並多次使用,“我們認為這種方法實際上可能有助於限制酵母和電子垃圾的產生。”


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研究人員用來自啤酒廠的 20 升含有失活酵母的殘留物進行漂洗、冷凍、乾燥和研磨。接下來,他們將一些酵母新增到含有實驗室製備的鋁、銅、鎳和鋅混合物的溶液中,然後將一些酵母新增到直接從廢棄印刷電路板中浸出的相同金屬的溶液中。研究人員調整了混合物的酸度和溫度,以改變酵母生物體表面糖分子的電荷;特定的金屬被吸引到糖上的特定電荷,因此這個過程控制了酵母吸引和結合哪些金屬。每次嘗試後,科學家們都會提取酵母並將其浸泡在酸浴中以去除其中的金屬,使酵母準備好進行下一輪。

四種測試金屬相對便宜,大多數電子垃圾回收商目前優先回收更有價值的金屬,如黃金、白銀和鉑金。但這項研究中的金屬仍然是有益且廣泛使用的——“這證明了回收過程的合理性,”亞利桑那州立大學的環境工程師 Treavor Boyer 說。北卡羅來納大學教堂山分校的生物學家 Kerry Bloom 補充說,酵母的低廉價格和巨大數量可以使這項技術在大型電子垃圾回收設施願意投資新事物的情況下相對可行。“一旦釀酒商用完酵母,通常會有大量酵母無處可去,”他說。“所以這是一個絕佳的來源。它是回收大師。”

Riis Williams 是一位常駐紐約市的科學記者,專門從事氣候、健康和野生動物報道。她曾擔任大眾科學的新聞實習生。

更多作者:Riis Williams
大眾科學雜誌 第 330 卷 第 6 期本文最初以“金屬釀造”為標題發表於大眾科學雜誌 第 330 卷 第 6 期 (), 第 21 頁
doi:10.1038/scientificamerican062024-1Epl4dSBeFeukMG2xjWbXj
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