食物垃圾“究极”利用,变身3D打印材料

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“每年全球浪费的食品价值超过1万亿美元。”Genecis创始人兼首席执行官Luna Yu表示,“我们能做的是把这些浪费掉的食物垃圾, 转化为价值更高的东西。”

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这家名为Genecis的初创公司,由几位多伦多大学的工程师和毕业生共同创办。他们正在尝试利用微生物,将餐馆食物垃圾变成聚羟基脂肪酸酯(PHA),一种与合成塑料特性相似的可降解生物塑料。

PHA具有良好的热塑性,易于重塑,同时具有良好的气体阻隔性和生物相容性,可用来制作玩具,或用作包装材料、医学材料以及3D打印材料。

与数百年都难以降解的“白色垃圾”不同,这种生物塑料最大的优势是容易降解。在陆地环境下只需一年就能完全降解,在海洋环境中约需10年。

作为一家初创公司的CEO,Luna Yu可谓经验丰富。她在19岁时就创立了一家软件公司。用四年时间完成本科及硕士的学习后,环境科学专业的她遇到了几位生物化工工程师,开始尝试用食物垃圾生产更具经济性的生物材料。

“在研发PHA之前,我们也研究了不同类型的生物橡胶和生物化学品,但最终还是觉得PHA的市场潜力比较大。” Luna说。时下PHA的主流生产方式是从玉米、甘蔗等作物中提取糖为原材料。与这种方式相比,Genecis的PHA生产成本要低四成左右。


Genecis将食物垃圾转化为PHA的过程主要包括三个环节。

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首先,与食物在胃中分解的方式相似,使用厌氧菌混合物,将食物垃圾分解成挥发性脂肪酸。然后,将脂肪酸添加到需氧菌的混合培养物中,这些细菌可以在其细胞中产生PHA。最后,通过提取工艺打破细胞,收集和净化塑料。研究人员表示,整个过程只需不到七天,在自然分解条件下,该过程则平均需要21天。

现阶段,Genecis的主要任务仍然是研发。研究人员仍在尝试不同的温度、pH值和食物垃圾量的组合,以便寻找实现产量最大化的反应条件。

Genecis已在研发过程中培养并分离了数百种新细菌。研究团队希望综合利用包括生物信息学和生物合成学在内的多学科,构建起一个技术平台,以便创造出更多高质量的聚合物和具有新用途的化学品。

“我们的目标是从有机废物中创造最高价值。很快,我们将能够从有机废物中合成特种化学品和其他材料,所有这些都比使用合成生物学的传统生产方法成本更低。”Luna Yu表示。

官网资料显示,运营两年来,该公司已经处理了超过1吨的食物垃圾,由此生产出的生物塑料可以制造5586个塑料勺。其示范工厂预计将于2019年开放,届时,每周可将3吨有机废物转换为PHA,处理成本则与垃圾填埋场的成本相当。

目前,Genecis已经创造出可将食物垃圾转化为PHA的装置原型。该装置每年可抵消243吨的二氧化碳排放量。按照标准乘用车每年释放4.7吨二氧化碳计算,一家餐馆如果使用一台转化装置,即可抵消51.7辆汽车的排放量。

 

 

 

 

 

 

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