Специалисты из Сколтеха и Обьединенного института высоких температур РАН предложили эффективный подход к утилизации пищевых отходов путем переработки их в биотопливо.
Недавние исследования, проведенные Организацией Объединенных Наций выявили, что порядка трети всех продуктов питания, произведенных для потребления человеком, не съедается. Объем выбрасываемых продуктов варьируется от 100 кг/человека в год в Европе и Северной Америке до 10 кг/человека в год в бедных регионах Африки и Азии. Общий объем выбрасываемых продуктов составляет 1,3 млрд тонн в год. Утилизация такого объема продуктов является сложной и социально значимой проблемой.
В настоящее время перспективным методом утилизации отходов пищевой промышленности является переработка их в биотопливо, что дает двойную выгоду как для экологии, так и для энергетики. Обычно в промышленности для получения биотоплива применяются методы ферментации углеводов или переэтерификации жиров. Данные способы не подходят для целей утилизации, поскольку только часть биомассы переводится в топливо, а остальную все равно необходимо утилизировать.
Ученые из Сколтеха и Обьединенного института высоких температур РАН применили новый уникальный метод гидротермального сжижения, который не только значительно энергоэффективнее по сравнению с альтернативными подходами, но и позволяет переводить в биотопливо все сырье с минимальным объемом отходов. Этот метод также позволяет получать биотопливо напрямую из влажной биомассы, исключая энергозатратную стадию сушки сырья.
Для изучения возможности превращения пищевых отходов в биотопливо ученые исследовали продукты гидротермального сжижения сыра (пармезан), мяса (ветчина) и яблок. Молекулярный состав получаемого биотоплива анализировался методом масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения.
«Нами было обнаружено, что продукты гидротермального сжижения мяса и сыра дают водорастворимую фракцию и водонерастворимое масло. Яблоки дают только водорастворимую фракцию. Молекулярный состав получаемого биотоплива очень разнообразен и больше напоминает не обычную нефть, а продукты пиролиза древесины (деготь). Было обнаружено, что продукты переработки мяса и сыра достаточно схожи между собой, в то время как продукты переработки яблок сильно отличаются», – рассказывает научный сотрудник Сколтеха Юрий Костюкевич.
Знание молекулярного состава получаемых в результате гидротермального сжижения продуктов позволит ученым разрабатывать оптимальные методы последующей их переработки для получения топлива, пригодного для заправки автомобилей.
Результаты исследования опубликованы в журнале European Journal of Mass Spectrometry. Работа выполнена под руководством профессора Сколтеха и МФТИ, члена-корреспондента РАН Евгения Николаева.
