把粪肥变成钱

伊利诺伊大学教授的项目将牛粪转化为可生物降解的塑料

埃里克·科茨的研究小组制作的一块塑料看起来并不特别.

在某些方面，事实并非如此. 它是透明和灵活的，就像一块三明治袋. 化学, 它类似于垃圾袋或包装材料等日常用品中的塑料.

但与通常的石油基塑料不同，这种塑料是由牛粪制成的.

科茨是365滚球官网土木工程副教授. 他的研究小组开发了一种独特的系统，可以将粪便转化为聚羟基烷酸酯, 或PHA, 可生物降解塑料.

“我们是美国唯一一家希望推进这项技术的研究小组，”科茨说.

这个项目是科茨总体目标的一部分，他的目标是为城市和农业废物流寻找有价值的用途——比如美国奶牛每年产生的2.5亿吨粪便.

“这一切都是为了开发更好的技术，真正推动我们在社会上利用有机废物,他说.

粪制塑料系统的一个中试模型目前正在伊利诺伊大学奶牛场运行. 它每天可以将10-12加仑的湿粪肥转化成5磅的塑料.

该系统首先发酵富含碳水化合物的粪便, 哪一种会产生有机酸，包括醋酸，也就是我们常说的醋. 这些酸变成了一个装满天然土壤细菌的容器的食物, 科茨的团队从当地的污水处理厂收获了什么.

就像人类吃得过多会储存脂肪一样，细菌也会以PHA的形式储存多余的有机酸.

当细菌被杀死和干燥, 研究人员可以分离出PHA, 一个易碎的, 白色。, 生塑料.

通过加工，PHA可用于无数产品. 科茨设想将其应用于包装等一次性材料, 以及生物降解性派上用场的产品, 比如花盆或防腐蚀垫.

PHA目前在其他地方小规模生产, 但它主要是由玉米糖制成的，这意味着玉米是从人类和牲畜的食物供应中转移出来的，而且这个过程需要纯细菌培养, 所有这些都会产生大量的碳和能源足迹.

外套的系统, 另一方面, 留下相对较小的碳足迹, 使用天然材料，依赖一种农民乐于摆脱的资源.

“粪便最大的好处就是它是免费的，”科茨笑着说.

在爱达荷州，牛粪也很丰富，那里有一个2美元的农场.40亿美元的乳制品行业. 科茨与爱达荷州奶牛场协会密切合作, 它与国家科学基金会一起帮助支持了试点系统的发展, 美国.S. 农业部，爱达荷州高级能源研究中心和爱达荷州国家实验室.

“我相信这所赠地大学为该地区的产业服务的承诺, 所以乳制品非常适合,科茨说.

粪制塑料系统也可以与厌氧消化器配合使用, 它们将粪便转化为电能，在爱达荷州及其他地区越来越受欢迎. 发酵后的粪便可以分成固体和液体, 液体用于生产塑料，固体用于发电.

在科茨的团队从犹他大学日记的试点系统收集数据之后, 他们计划将其转移到爱达荷州南部的一家乳制品厂，并将其安装在消化器旁边.

科茨的系统也可以应用于奶牛粪便以外的废物流. 他的团队正在研究用其他动物的粪便制造塑料的方法, 来自番茄罐头厂的废物和城市污水.

科茨将他的项目的成功和令人兴奋的未来归功于365滚球官网的支持和他的研究团队.

“这所大学为我提供了发展自己研究项目的机会, 来确定我想要走的路,他说.

研究团队包括Nick Guho, 他是一名来自博伊西的博士生，从本科开始就和科茨一起工作，负责试点系统的日常运作.

“这个项目为我提供了现实生活的经验，”Guho说. “这为我提供了与一个重要行业互动的机会.”

科茨的其他研究生致力于改进粪便制塑料系统. 安德里亚·汉森, 生物化学博士生, 研究细菌将有机酸转化为塑料的能力背后的机制. 本沃森, 土木工程硕士研究生, 专注于优化系统以提高效率.

科茨说:“毫无疑问，没有学生，这项研究就不会成功。. “聪明的人、好奇的人、上进心强的人——他们是完成这项工作的关键.”

文章由塔拉·罗伯茨，大学传播与营销.