将奶制品中的废水转化为动物饲料和航空燃料

2019-03-09 09:34:38
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科学家已经开发出一种生物过程,可以转化乳清副产品酸乳清,而无需使用其他化学品。来自蒂宾根大学应用地球科学中心的Lars Angenent教授和国际同事使用了类似于人类肠道的微生物组织培养。新的生物油可以用于动物饲料,或者在进一步改进后用作飞机的燃料。这项研究的结果发表在焦耳,从细胞出版社新总理杂志。

每升进入牛奶产品的牛奶,如夸克和希腊酸奶,或新鲜的奶酪,都会在乳制品厂生产另外两升的废水。这种废水被称为“酸性乳清”,由于其酸性,不能大量喂养。它含有丰富的有机物质,如乳糖,必须通过将其撒在陆地上进行处理或运输到农场用作肥料。

蒂宾根大学环境生物技术的洪堡教授Lars Angenent研究了如何将这些大量废水转化为有价值的产品。他使用了一种带有许多不同类型细菌的罐,称为反应器微生物组。“这种微生物组是一种开放式培养物,这意味着来自外部环境的细菌也可以进入和生长,类似于我们的肠道微生物组。不需要对水箱或废水进行灭菌,”他解释说。“通过我们称之为链延长的过程,选择和欺骗细菌以延长化学品的碳主链。”

Angenent解释了这个过程:“我们将两个微生物组保存在不同的温度下并将它们串联起来。第一个热的微生物组(50摄氏度)将所有的糖转化为中间酸 - 同样的酸使冰箱中的牛奶味道变酸保持它的时间太长。第二个温热的微生物组(30摄氏度)进行链延长,直到产品连续形成6到9个碳。Angenent的环境生物技术研究小组进一步研究了哪些细菌在两种不同的微生物组中生长。

“新产品可以作为抗菌剂反馈给动物以预防疾病,或者可以在炼油厂进一步加工成航空燃料,”Angenent说。因为来自生物反应器微生物组的产品连续含有6到9个碳,所以它变得更像油,并且可以与它产生的水分离。之后它仍然必须被纯化和进一步精制。“我们正在制造一种细菌排泄的生物油,”Angenent说。“该研究的创新之处在于该工艺不需要任何其他富含碳的化学品,只需要废水本身。过去,链条伸长需要外部昂贵的化学品。”

生物油的生产是循环经济发展的一部分,其中所有废物都被回收利用成有价值的产品。“只有一个完全循环的经济才能持续,所有能源都来自可再生能源,而化学品的碳来自废二氧化碳和其他富含碳的废物,如酸性乳清,”Angenent总结道。现在需要做更多的工作来研究其他类型的废水是否也可以转化为这些有价值的化学品。

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