文摘
如果提到,有良好的微生物可以吃垃圾?可能会有报告指出微生物不好而引起的疾病。然而,也有良好的微生物可以吃有机垃圾(如香蕉皮和旧的蔬菜)中生成房屋或餐馆。这些微生物可以用垃圾来产生能源,氢的形式,可以使用我们的汽车燃料。将有机垃圾转化为能量的过程称为暗发酵。暗发酵期间,也生成了其他有用的化合物,可用于制造食品、药品、饮料、和其他有用的东西。本文讨论了暗发酵过程和获得的产品。
微生物吃垃圾
微生物是一个最小的生物,他们只能看到使用显微镜。尽管我们无法用肉眼看到它们,微生物存在无处不在:在我们的手中,在我们的胃,玩具和其他物体的表面上,当然,在地球上的空气、土壤和水。虽然他们很小,微生物极其丰富多样。微生物在许多自然过程发挥着重要作用。例如,他们可以帮助分解和回收的有机垃圾。
有机垃圾是由生物体,包括水果和蔬菜。你可曾想过发生了什么水果和蔬菜废物扔进垃圾在家里或在餐馆吗?通常,一辆垃圾车捡起垃圾并把它带到一个垃圾填埋场(图1)。在垃圾填埋场,有机垃圾积累和随着时间的推移慢慢地消失了。分解,有机垃圾产生危险的化合物可以污染空气、土壤和水。例如,在分解的有机垃圾,一个黑色的液体产生(称为渗滤液)。如果这种液体释放到大自然,它会污染的水用于饮用和用于种植会影响土壤的质量。
- 图1 -生成的有机垃圾在家里通常去垃圾填埋场,随着时间的推移积累和慢慢地消失了。
- 作为替代方案,这在生物反应器垃圾可以分解,产生有价值的产品,可以用于制造药品,食品,化妆品,和氢,可以用于生产能源。
我们能做什么来防止有机垃圾影响自然?嗯,还有另一种方式来处理这个垃圾对我们的地球干净和友好!我们可以把有机垃圾和某些微生物将有机垃圾转化为有价值的产品。这些产品可用于制造食品、饮料和药品。更好的是,这些微生物产生氢分解的有机垃圾。氢是一个了不起的气体,可以用来生产能源燃料汽车。这个过程称为暗发酵(1]。
从有机垃圾能源和有价值的化合物
所有有机垃圾是由微小的构建块碳水化合物。在黑暗的发酵,一些神奇的微生物可以单独吃这些块。碳水化合物使微生物生长,使更多的微生物,并创建化合物有机酸和氢气。
可视化暗发酵,让我们想象做蛋糕。你需要做一个蛋糕吗?我们需要的材料(牛奶,面粉,糖,等等),一个厨师,和一个烤箱。暗发酵需要类似的事情。我们需要有机垃圾的成分和微生物的厨师。我们把这些东西在一个特殊的烤箱称为生物反应器(图1)。生物反应器中的微生物引起暗发酵,产生一个“蛋糕”,各种口味的“片”。每个切片对应不同的产品;例如,氢、乙酸、丁酸等。我们称这个过程暗发酵因为微生物不需要光或氧生物反应器来生产这些产品。
暗发酵的产品有用吗?
那么,可以用暗发酵产生的化合物?如前所述,氢气是一种气体,可用于产生能量我们的汽车(2]。大多数汽车使用汽油作为燃料。然而,在汽车发动机汽油燃烧时,产生的空气污染问题。难以置信的是,氢气不产生污染物,与汽油相比,我们需要更少的氢气长途旅行。
酸呢?醋酸是用于生产药品和油漆。丁酸可以用来准备一些食物和饮料,像黄油和发酵饮料2]。其他酸有助于保持食物新鲜的很长一段时间。通常,这些酸是生产的工厂释放大量的污染物,会破坏地球。在黑暗的发酵,这些酸生产清洁的方式使用垃圾从我们的家庭而不产生污染。
没有更多的垃圾掩埋场?
尽管这听起来很不错,那么为什么我们继续发送垃圾填埋场垃圾吗?事实证明,使暗发酵有效所需的技术大规模仍在发展。要理解为什么,让我们回顾一下蛋糕的例子。图2从“烹饪”显示了各种口味片生产有机垃圾生物反应器。你可以看到最大的部分对应于微生物在生物反应器(复制)和气体有限公司2。第二大切片是乙酸和奶油的酸。最后,氢的切片是最小的(2]。在暗发酵是需要更多的研究来增加氢为它的大小是有用的和减少微生物的大小和有限公司2片。公司的角色2在全球气候变暖是常识。由于暗发酵是一个低碳的选择,我们需要避免的发布有限公司2生产的“烤箱”到空气中。因此,有限公司2在暗发酵可以存储和生产用于很多低碳的选择。例如,对于特定藻类的生长。
- 图2 -在生物反应器中,这一过程被称为暗发酵。
- 暗发酵生产各种化合物的“片”。最大的部分是微生物和有限公司2片后,有些酸,最后,氢的切片。
我们怎样才能使这些微生物更有效率,提高暗发酵?答案是刺激他们更加努力地工作。微生物更加努力地工作,他们需要食物和其他生物反应器的条件是完美的。我们的研究小组一直在研究其他方法来改善暗发酵。例如,我们刺激生物反应器中的微生物通过将更多的微生物过程更快更有效。通过这样做,我们可以双氢“切片”的大小3]。
结论
这篇文章解释说,有些微生物可以吃和分解有机垃圾从我们的家庭和餐馆通过这一过程被称为暗发酵。这些微生物产生有价值的化合物,包括乙酸和丁酸,可用于药品和食品的制造、其他日常产品,和氢,可以用于能量我们的汽车。暗发酵地球上更少的负面影响比有机垃圾扔到垃圾填埋场,但仍然有很多工作要做才能使用大规模的这个过程。在全球范围内,许多科学家研究的方法将有机垃圾转换为有用的物质通过改善暗发酵。
资金
这次调查财务支持CONACYT项目a1 - s - 37174。
术语表
分解:↑化合物的分解(微生物)的链的有机物。
有机垃圾:↑任何材料来自植物或动物,能被微生物分解。
氢:↑最轻微的气体能量最高的。这也是宇宙中最丰富的元素。
暗发酵:↑这是一个自然的过程,一些微生物消耗碳水化合物生长、繁殖,并创建有机酸等化合物和氢气。
碳水化合物:↑组成的构建块糖做的,这是生物能源的主要来源。
有机酸:↑这些物质是由碳、氢、氧和自然存在于一些水果和蔬菜。
生物反应器:↑一个船,允许微生物生存,成长,并执行他们的活动,如分解。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
JM-R感谢CONACYT提供的研究生奖学金。
引用
[1]↑闹市区Dahiya (S。Chatterjee年代。Sarkar, O。莫汉,2021年美国诉。可再生能源制氢通过黑暗的发酵:现状、挑战和观点。Bioresour。抛光工艺。321:124354。doi: 10.1016 / j.biortech.2020.124354
[2]↑Jarunglumlert, T。Prommuak C。Putmai, N。Pavasant, p . 2018。扩大bio-hydrogen从食物垃圾生产:可行性和挑战。Int。j .氢能源。43:634-48。doi: 10.1016 / j.ijhydene.2017.10.013
[3]↑Montoya-Rosales J·德·J。Palomo-Briones, R。附加评论,l . B。Etchebehere C。,Razo-Flores e . 2020。不连续生物质回收作为一个成功的策略来提高连续制氢在高有机负荷。Int。j .氢能源。45:17260-9。doi: 10.1016 / j.ijhydene.2020.04.265