变废为宝!东华大学学生团队用餐厨垃圾制备高纯度乳酸,为城市可持续发展赋能  第1张

在餐饮、酒店及居民日常生活中,每日产生的餐厨垃圾数量庞大,这一现象给城市管理带来了巨大挑战。不过,东华大学的学生团队研发出了一种新技术,有望将这些餐厨垃圾转化为有价值的资源。

餐厨垃圾处理难题

城市发展过程中,垃圾处理问题难以避免。尤其在餐饮酒店和居民日常生活中,餐厨垃圾量十分庞大。若处理不当,垃圾会产生难闻气味,滋生细菌,破坏城市环境美观,并影响居民生活质量。城市管理部门有责任寻找有效的处理方法。高效处理餐厨垃圾的问题,一直是相关部门的难题,而传统方法的效果常常不尽如人意。

餐厨垃圾与一般垃圾在性质上有着显著的不同。由于其易腐烂的特性,无论是采用掩埋还是堆放方式,都存在引发二次污染的风险。同时,随着生活水平的不断提高,餐厨垃圾的产量也在持续增长,这无疑加剧了处理这一难题的严峻性。

乳酸的价值与意义

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乳酸,作为生物可降解塑料的核心组分,其应用领域极为广泛。在多个行业中,如食品、医药、化妆品、纺织、农业、能源及环保等,乳酸的运用无处不在。以食品业为例,乳酸被用于调节食品的酸度;在医药领域,它对特定药剂的生产起着至关重要的作用;而在环保领域,以乳酸为基的生物降解塑料对于缓解环境压力具有重要意义。

当前,市场乳酸主要来源于粮食发酵,这一做法在一定程度上对粮食资源分配产生了影响。若能将乳酸生产原料由粮食转向餐厨垃圾,对确保粮食安全具有极其重大的价值。同时,从低碳环保和绿色经济的角度考量,这一转变亦带来积极影响。原料来源的调整有助于减少粮食在工业生产中的应用,降低二氧化碳排放,从而推动经济向更可持续的发展模式转型。

变废为宝的技术原理

周凯团队在李响教授的指导下,将技术创新的重点放在了菌群来源的精选上。这一策略使得微生物定向发酵技术取得了显著进展。在发酵环节中,餐厨垃圾仅需48小时即可迅速达到乳酸的最高值,其乳酸产量更是超过了50%。与传统方法相比,这一成果显著,为餐厨垃圾快速转化为乳酸开辟了一条高效途径。

在梯级温控钙盐热熔结晶技术领域,该创新亦有所展现。该技术优势明显,尤其在结晶阶段,表现出强大的促进产品二次成核的能力。这一过程显著提升了乳酸产品的纯度,达到了98%的高标准。两项技术的协同作用,使得该团队生产的乳酸产品得以通过第三方认证,满足了聚乳酸市场对纯度的准入要求。因此,该团队荣膺国内首个成功提取高纯度乳酸的团队。

技术的优势对比

数据显示,新型工艺在餐厨垃圾转化为乳酸方面具有显著优势。具体来看,每100吨垃圾可产出3.5吨乳酸。与现有处理技术相比,这一进步尤为突出。此外,整体工艺占地面积减少至原来的一半,显示出所需场地更加紧凑。这一特点有助于城市节约宝贵的空间资源。

垃圾处理效率显著提升,增长幅度达到五倍,有效应对城市餐厨垃圾持续增长的趋势。投资成本降幅高达55%,显著减轻了企业和政府的资金压力。三废处理成本降低50%,有效降低了处理过程对环境的污染风险。资源化产品收益增长66%,大幅提升了餐厨垃圾处理的经济效益。

推动技术成果转化

团队敏锐地发现了餐厨处理领域智能化发酵设备的局限性。面对这一挑战,他们敢于迎难而上,最终成功研发了一种智能发酵罐。这款发酵罐融合了调控技术、传感器件和参数可视化模块。在行业内,它发挥着至关重要的角色,实现了乳酸等优质碳源发酵过程的自动化控制和精细化管理。

该团队已顺利完成每日10吨的中试规模验证。此次验证的顺利进行,有力地证实了技术的可靠性和稳定性。这一重要进展为未来项目的产业化提供了坚实的基石。这一成果充分展示了该团队在科研探索与成果转化领域的领先地位。

技术的未来展望

周凯对该技术的未来充满信心。随着技术的不断成熟,市场正逐步扩大,这预示着该创新技术拥有无限的发展潜力。一旦该技术实现大规模应用,环保领域将留下不可磨灭的印记。届时,餐厨垃圾将不再是城市的负担,而是转化为宝贵的资源,对可持续发展作出巨大贡献。展望未来,该技术有望彻底改变餐厨垃圾的处理方式,引领环保技术的新趋势。

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