數萬年來，人類社會一直在努力尋找解決自身產生的所有廢棄物的方法。這是一個變得越來越令人惱火的難題。根據聯合國的資料，自 2008 年以來，世界人口的大多數居住在城市中，其中許多城市甚至缺乏基本的能源生產和廢物管理基礎設施。
今天宣佈的最新研究成果為解決棘手的廢物問題提供了一個小而有希望的突破。這項工作正發生於快速城市化、日益擴大的消費者參與和生態危機的交匯點——也就是在中國。
由香港城市大學的林嘉露領導的研究團隊，描述了將星巴克咖啡店的陳舊烘焙食品轉化為關鍵消費品成分的生物精煉程式的成功實驗室測試。林嘉露認為，這一突破可能會產生高投資回報，並處理大量原本會最終進入垃圾填埋場或固體廢物焚燒爐的垃圾。
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“在香港，食物垃圾問題非常重要。香港人均每天產生半公斤食物垃圾。這是亞洲國家中平均最高的，”林嘉露說。她補充說，香港的三個垃圾填埋場將在 2018 年達到飽和，這將使本已成問題的情況變得更加嚴峻。
精煉有機材料並不是什麼新鮮事。一百多年來，商業規模的努力一直存在，將玉米、甘蔗和其他植物性物質轉化為各種各樣的產品，從燃料（如玉米乙醇）到許多消費品（如肥皂和洗滌劑）的成分。例如，亨利·福特在 20 世紀初的最初款 Model T 汽車被設計為使用大麻乙醇。
自那時以來，生物精煉技術在複雜性方面有所提高，現在正在生產許多石油基材料的化學替代品。公共和私營部門對該過程的興趣是受到對化石燃料供應、溫室氣體排放、促進農村發展或科學研究工作以及建設可持續能源的多種擔憂的驅動。
它也可能是有利可圖的。國際能源署生物精煉工作組估計，生物基化學品的生產可能為全球化學工業帶來 100 億至 150 億美元的收入。
使用食物垃圾而不是食物
林嘉露及其同事工作的創新之處在於他們成功地精煉了食物垃圾，而不是加工可能另作食用的穀物。這樣，他們的程式如果擴充套件到商業規模，就可以在減輕市政廢物基礎設施壓力的同時，生產不會限制食物供應的商業上可行的材料。
林嘉露在關於這項研究的新聞稿中說：“我們正在開發一種新型的生物精煉廠，即食物生物精煉廠，隨著世界努力實現更大的可持續性，這個概念在未來可能會變得非常重要。”
“從長遠來看，將玉米和其他糧食作物用於生物基燃料和其他產品可能不可持續。有人擔心，這種方法可能會提高食品價格，並導致世界某些地區的糧食短缺。使用廢棄食物作為生物精煉廠的原材料當然是一種有效的替代方案，”她補充說。
該過程的工作原理如下：將不新鮮的烘焙食品與真菌混合，真菌產生酶，將食物中的碳水化合物分解為簡單的糖。然後將這些糖放入發酵罐中，細菌在其中將糖轉化為琥珀酸。
2004 年，美國能源部將琥珀酸確定為可能從生物質轉化為高價值商業材料的主要材料。它在該機構列出的 12 種糖衍生物質中名列榜首。
琥珀酸是一種無色結晶化合物，用於清漆、染料和香水，以及許多消費產品（如包裝，否則可能用化石燃料生產）和藥物中的成分。
林嘉露的研究工作源於去年夏天她與氣候組織之間的討論，氣候組織是一個與企業和政府合作開發低碳技術和經濟的非營利組織。香港星巴克是該組織的成員之一，氣候組織的代表去年夏天詢問林嘉露是否可以嘗試轉化這家咖啡連鎖店的垃圾。除了收集剩餘的烘焙食品外，星巴克還透過捐贈銷售環保禮品套裝的部分收益來資助這項研究。
咖啡渣變成肥料
香港星巴克每年產生近 5,000 噸用過的咖啡渣和未食用的烘焙食品垃圾，目前這些垃圾被焚燒、堆肥或傾倒在垃圾填埋場。
“目前，我們每週處理來自星巴克的大約 2 公斤烘焙食品垃圾。我們從糕點垃圾中獲得的產量略高於芝士蛋糕，”林嘉露說。每公斤不新鮮的糕點產生 0.45 公斤琥珀酸，而芝士蛋糕產生 0.44 公斤。
除了來自星巴克的垃圾外，林嘉露還轉化了香港城市大學的食堂垃圾。
她說，咖啡渣已被發現在發酵過程中會抑制酶的生長，因此它們不再包含在生物精煉過程中。但是，她補充說，香港一家回收組織一直在使用咖啡渣為有機種植的蘑菇施肥，然後將蘑菇出售給該市的喜來登酒店。
林嘉露說，下一步是建造一箇中試規模的工廠。她說，香港一家烘焙食品供應商每天產生 1 噸垃圾，這些垃圾被轉化為肥料。她說，她的小組的工藝可以將那麼多垃圾轉化為可商業銷售的琥珀酸。
“目前，有一些公司對這個過程感興趣，”她說。“我們進行了一項技術經濟研究，其中我們計算了將 1 噸廢物轉化為琥珀酸的設施規模。”
林嘉露不願透露哪些公司參與了中試工廠的開發，但表示“香港和中國最大的廢物處理公司之一對此感興趣。”
她估計可能會在 9 月份宣佈訊息，生物精煉廠的建設可能需要一年才能完成。
林嘉露和她的研究小組今天在費城舉行的第 244 屆美國化學學會全國會議暨博覽會上宣佈了他們的發現。
經 Environment & Energy Publishing, LLC 許可，轉載自 Climatewire。www.eenews.net, 202-628-6500