东华大学环境科学与工程学院的学生团队创新研发一项餐厨垃圾制备高纯度乳酸技术,将餐厨垃圾“变废为宝”。
乳酸是一种全球应用最广泛的可生物降解塑料的原料,涵盖了食品、医药、化妆品、纺织、农业、能源和环保等领域。
团队负责人、东华大学环境科学与工程学院2022级硕士生周凯介绍:“现在市场上的乳酸以粮食发酵为主,若能将制备乳酸的原料替换为餐厨垃圾,不仅实现餐厨垃圾的资源化利用,还在低碳环保、绿色经济及粮食安全方面产生积极影响。”
团队成员在取样。
在东华大学环境科学与工程学院教授李响的指导下,周凯和团队成员采用微生物定向发酵技术,优选菌群来源,实现了餐厨垃圾48小时乳酸快速达峰,乳酸产率大于50%。
团队还开发了梯级温控钙盐热熔结晶技术,在结晶环节促进产品二次成核,使乳酸产品纯度提升至98%。
目前,该乳酸产品已通过第三方认证,达到聚乳酸市场纯度准入条件。利用该技术,100吨餐厨垃圾能产3.5吨的乳酸,相比于现处理技术,该技术的设备占地面积缩小1倍,垃圾处理效率则提升5倍,投资成本节省55%,三废处理成本缩减50%,资源化产品收益提升66%。
团队研发的定向调控设备。图片均由团队提供
为进一步推动技术成果转化,团队自主研发了集成调控技术、传感器件和参数可视化模块为一体的智能发酵罐,实现了乳酸等优质碳源发酵过程的自动化控制和精准管理,并完成了10吨/天的中试规模验证,验证了技术的可靠性和稳定性,为项目的产业化奠定了坚实基础。
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