新技術可將廚房垃圾轉化為生物燃料
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此處顯示的賈斯汀·比林 (Justin Billing) 和他的 PNNL 同事正在推進技術和方法，以將不同種類的材料（包括食物垃圾）轉化為生物燃料。攝影：Andrea Starr | 太平洋西北國家實驗室
當我們吃飯時，我們的身體將食物轉化為能量，為我們的生活提供燃料。但是，美國每年丟棄的 800 億磅食物中儲存的能量會怎樣呢？作為推進可持續能源解決方案的一部分，能源部太平洋西北國家實驗室的科學家們正在將食物垃圾轉化為清潔的可再生燃料，為我們的飛機、火車和汽車提供動力。
幾十年來，PNNL 研究人員一直支持 DOE 的目標，即以具有成本效益的方式生產源自植物或動物廢物而非石油的燃料。他們已經開發出從農業殘余物、森林副產品、藻類甚至下水道污泥和糞便等原料生產這些生物燃料的技術。
在他們最近的努力中，研究人員成功地將路易斯-麥科德聯合基地和 Coyote Ridge 矯正中心的食物垃圾轉化為一種能量密集的生物燃料，可以幫助取代當今的化石燃料。早期結果表明，食物浪費可能會帶來效率、經濟和環境效益的三重效應。
剛開始做定量PCR，用的SYBR染料法，陰性對照（只加水）總是有擴增，Ct值都在35以下。之后換實驗室、換水、換槍，引物重新合成，試劑也是新開的，但是還是存在陰性擴增，電泳檢測，NTC條帶和目的基因的一致?，F在用UDG試劑做的，問題仍然無法解決，實在想不通是什么原因？實驗室有個老師半個月就把定量做完了，我這都做了2個月了。求大神賜教?。。?！
PNNL 研究人員正在探索如何經濟高效地將這種糊狀物轉化為生物燃料。作為他們擴大生產和提高大規模采用所需效率的努力的一部分，他們測試了各種潛在的原料，包括來自當地啤酒廠的廢谷物，如圖所示，以及自助餐廳的廢物和廚余。來源：安德里亞·斯塔爾攝 |?太平洋西北國家實驗室
首先，從效率的角度來看，與其他原料相比，食物垃圾中較高的脂肪含量和較低的礦物質含量使得每噸食物垃圾可以生產更多加侖的生物燃料。食物垃圾很容易制成可泵送的漿料，簡化了生產并最大限度地降低了其他原料所需的預處理成本。
其次，與種植和收割費用較高的其他原料相比，獲得食物垃圾的成本可能更低。它已經大量產生，人們愿意為它的處置付費。使用食物垃圾而不是種植玉米或大豆等農作物來生產生物燃料也可以防止耕地用于燃料而不是食物。
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第三，將這些廢物轉化為燃料可以防止其進入垃圾填埋場，鑒于最近針對食物垃圾的禁令，這一點很重要。隨著廢物的分解，它會產生甲烷——一種如果不被捕獲就會釋放到環境中的強效溫室氣體。
它是如何完成的
追求雙贏的 PNNL 科學家從混合廢物開始，通常借助被稱為松餅怪物的定制設備來研磨從骨頭和軟骨到種子、包裝紙和包裝的所有東西。由此產生的糊狀物被加熱，因此它可以連續泵入反應堆并轉化為燃料。
太平洋西北國家實驗室的這種定制工業研磨機通常被稱為“松餅怪物”，用于粉碎包括食物垃圾在內的生物質，以產生漿料，該漿料可泵入反應器，將其轉化為富含能量的生物燃料用于替代傳統化石燃料的混合燃料。來源：安德里亞·斯塔爾攝 |?太平洋西北國家實驗室
研究人員正在測試不同類型的食物垃圾，看看它們是否能取得一致的結果。在實驗過程中，他們解決了許多出現的化學和工藝工程挑戰。他們微調熱交換設計，解決泵送問題并開發連續分離技術。
研究人員還尋求擴大生物質資源的基礎，以獲得大規模采用所需的效率。他們與資源評估團隊合作，測試不同的原料混合物，著眼于準確地代表可能在當地中心聚集在一起的不同廢物來源。 ?
例如，他們正在評估密歇根州底特律 50 英里半徑范圍內的可用資源，以確定可用于生產生物燃料的食物垃圾、污水污泥以及脂肪、油和油脂的混合物。將食物垃圾包括在內將使城市地區的生物燃料生產廠規模擴大 10 倍——這是能源部實現生物燃料成本和減排目標的重大進展。
除了工程挑戰外，PNNL 還在解決實際問題。經濟學家正在對原料和生產因素的各種組合進行建模，以確定大規模生產的生物燃料如何與傳統的石油基燃料具有成本競爭力并與當今的基礎設施兼容。
展望未來，研究人員正在與一家廢物處理公司合作，該公司已經在一些城市的家庭和企業中收集和分離食物和其他有機廢物，每天制造一批泥漿?？茖W家們將研究這種廢物的成分，并將其用于生產生物燃料的實驗中。
所以，當你刮今晚的餐盤時，要更輕松地休息一下，因為你知道你的廚房垃圾有朝一日可能有助于減少美國對化石燃料的依賴。并且一定要考慮那些提供思考的創新 PNNL 研究人員。