Conocido comúnmente como el "Muffin Monster, "Este molinillo industrial personalizado en el Pacific Northwest National Laboratory se utiliza para triturar biomasa, incluido el desperdicio de alimentos, para crear una lechada que pueda bombearse a un reactor que la convierta en biocombustible rico en energía que podría usarse en mezclas de combustibles que reemplacen a los combustibles fósiles convencionales. Crédito:Andrea Starr | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
Cuando comemos nuestros cuerpos convierten los alimentos en energía que alimenta nuestras vidas. Pero, ¿qué sucede con la energía almacenada en los 80 mil millones de libras de alimentos que se tiran anualmente en Estados Unidos? Como parte del avance de las soluciones de energía sostenible, Los científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía están convirtiendo los desechos de alimentos en combustible renovable que podría impulsar nuestros aviones, trenes y automóviles.
Por décadas, Los investigadores de PNNL han apoyado los objetivos del DOE de producir de manera rentable combustibles derivados de desechos vegetales o animales en lugar del petróleo. Han desarrollado tecnologías para producir estos biocombustibles a partir de materias primas, incluidos residuos agrícolas, subproductos forestales, algas, e incluso lodos y estiércol de alcantarillado.
En sus esfuerzos recientes, Los investigadores convirtieron con éxito los desechos de alimentos de Joint Base Lewis-McChord y Coyote Ridge Corrections Center en un biocombustible denso en energía que podría ayudar a reemplazar los combustibles fósiles actuales. Los primeros resultados sugieren que el desperdicio de alimentos podría generar una trifecta de eficiencia, Beneficios económicos y ambientales.
Primero, desde el punto de vista de la eficiencia, El mayor contenido de grasa y el menor contenido de minerales de los residuos de alimentos permiten que se produzcan más galones de biocombustible por tonelada de residuos de alimentos que con otras materias primas. Se convierte fácilmente en una lechada bombeable, el desperdicio de alimentos simplifica la producción y minimiza el costo de procesamiento previo que necesitan otras materias primas.
Segundo, Puede ser posible obtener desperdicios de alimentos a menor costo que otras materias primas con mayores gastos de cultivo y recolección. Ya se está generando en abundancia, y la gente está dispuesta a pagar por su eliminación. El uso de desperdicios de alimentos en lugar de cultivar cultivos como el maíz o la soja para producir biocombustible también evita que la tierra cultivable se dedique a combustible en lugar de alimentos.
Tercera, convertir estos desechos en combustible evitaría que fueran a los vertederos, lo cual es importante dadas las recientes prohibiciones específicas de los desechos alimentarios. A medida que los desechos se descomponen, genera metano, un potente gas de efecto invernadero que se libera al medio ambiente si no se captura.
Los investigadores de PNNL están explorando cómo convertir de manera rentable una papilla como esta en biocombustible. Como parte de sus esfuerzos por aumentar la producción y obtener las eficiencias necesarias para la adopción a gran escala, han probado una variedad de materias primas potenciales, incluido el grano gastado de una cervecería local, mostrado aquí, así como desperdicios de cafetería y sobras de cocina. Crédito:Andrea Starr | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico
Cómo está hecho
Los científicos de PNNL que persiguen este beneficio mutuo comienzan mezclando los residuos, a menudo con la ayuda de un equipo personalizado conocido como Muffin Monster que muele todo, desde huesos y cartílagos hasta semillas, envoltorios y embalajes. La masa resultante se calienta para que pueda bombearse continuamente a un reactor y convertirse en combustible.
Los investigadores están probando diferentes tipos de desperdicio de alimentos para ver si pueden lograr resultados consistentes. Durante los experimentos, abordan numerosos desafíos de ingeniería química y de procesos a medida que surgen. Ajustan el diseño del intercambio de calor, resolver problemas de bombeo y desarrollar técnicas de separación continua.
Los investigadores también buscan expandir la base de recursos de biomasa para obtener las eficiencias necesarias para la adopción a gran escala. Trabajar con equipos de evaluación de recursos, prueban diferentes mezclas de materias primas con miras a representar con precisión las diferentes fuentes de desechos que podrían reunirse en los centros locales.
Por ejemplo, están evaluando los recursos disponibles en un radio de 50 millas de Detroit, Mich., para determinar la mezcla de desperdicio de alimentos, lodos de depuradora, y grasas, Aceites y grasas que podrían consolidarse y utilizarse para producir biocombustible. Incluir el desperdicio de alimentos permitiría que las plantas de producción de biocombustibles fueran hasta 10 veces más grandes en las áreas urbanas, un avance significativo hacia los objetivos de reducción de emisiones y costos del DOE para los biocombustibles.
Además de los desafíos de ingeniería, PNNL está abordando consideraciones prácticas. Los economistas están modelando varias combinaciones de materias primas y factores de producción para determinar cómo los biocombustibles producidos en masa podrían ser competitivos en costos con los combustibles convencionales a base de petróleo y compatibles con la infraestructura actual.
Viendo hacia adelante, Los investigadores están trabajando con una empresa de eliminación de desechos que ya recolecta y separa alimentos y otros desechos orgánicos de hogares y negocios en algunas ciudades. creando lotes diarios de lechada. Los científicos estudiarán la composición de estos residuos y la utilizarán en experimentos para producir biocombustible.
Entonces, mientras raspas el plato de esta noche, descanse un poco más tranquilo sabiendo que las sobras de su cocina algún día podrían ayudar a reducir la dependencia estadounidense de los combustibles fósiles. Y asegúrese de pensar en los investigadores innovadores del PNNL que brindan ese alimento para la reflexión.
