Conhecido comumente como o "Monstro Muffin, ”Este moedor industrial personalizado no Pacific Northwest National Laboratory é usado para triturar biomassa, incluindo desperdício de comida, para criar uma lama que pode ser bombeada para um reator que a converte em biocombustível rico em energia que poderia ser usado em misturas de combustível que tomam o lugar dos combustíveis fósseis convencionais. Crédito:Andrea Starr | Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico
Quando nós comemos, nossos corpos convertem alimentos em energia que alimenta nossas vidas. Mas o que acontece com a energia armazenada nos 36 bilhões de quilos de alimentos jogados fora anualmente na América? Como parte do avanço de soluções de energia sustentável, cientistas do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico do Departamento de Energia estão convertendo resíduos de alimentos em produtos limpos, combustível renovável que poderia abastecer nossos aviões, trens e automóveis.
Por décadas, Os pesquisadores do PNNL apoiaram os objetivos do DOE de produzir combustíveis derivados de plantas ou resíduos de animais de maneira econômica, em vez de petróleo. Eles desenvolveram tecnologias para produzir esses biocombustíveis a partir de matérias-primas, incluindo resíduos agrícolas, subprodutos florestais, algas, e até mesmo lodo de esgoto e esterco.
Em seus esforços recentes, os pesquisadores converteram com sucesso os resíduos alimentares do Joint Base Lewis-McChord e do Coyote Ridge Corrections Center em um biocombustível com alta densidade energética que poderia ajudar a substituir os combustíveis fósseis de hoje. Os primeiros resultados sugerem que o desperdício de alimentos pode oferecer um pouco de eficiência, benefícios econômicos e ambientais.
Primeiro, do ponto de vista da eficiência, o maior teor de gordura e o menor teor de minerais dos resíduos alimentares permitem que mais galões de biocombustível sejam produzidos por tonelada de resíduos alimentares do que com outras matérias-primas. Facilmente transformado em uma pasta bombeável, o desperdício de alimentos simplifica a produção e minimiza o custo de pré-processamento de que outras matérias-primas precisam.
Segundo, pode ser possível obter desperdícios de alimentos de forma menos dispendiosa do que outras matérias-primas com maiores despesas de cultivo e colheita. Já está sendo gerado em abundância, e as pessoas estão dispostas a pagar por seu descarte. Usar o desperdício de alimentos em vez do cultivo de safras como milho ou soja para produzir biocombustível também evita que as terras aráveis sejam dedicadas ao combustível em vez de à comida.
Terceiro, transformar esse lixo em combustível evitaria que ele fosse para aterros sanitários, o que é importante, dadas as recentes proibições específicas para resíduos alimentares. À medida que o lixo se decompõe, ele gera metano - um potente gás de efeito estufa liberado no meio ambiente se não for capturado.
Os pesquisadores do PNNL estão explorando como transformar papas como essa em biocombustível de maneira econômica. Como parte de seus esforços para aumentar a produção e obter as eficiências necessárias para adoção em larga escala, eles testaram uma variedade de matérias-primas potenciais, incluindo grãos usados de uma cervejaria local, mostrado aqui, bem como resíduos de refeitório e restos de cozinha. Crédito:Andrea Starr | Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico
Como isso é feito
Os cientistas da PNNL que buscam essa vitória ganha-ganha começam misturando o desperdício, muitas vezes com a ajuda de um equipamento personalizado conhecido como Muffin Monster, que tritura de tudo, desde ossos e cartilagem a sementes, invólucros e embalagens. O mingau resultante é aquecido para que possa ser continuamente bombeado para um reator e convertido em combustível.
Os pesquisadores estão testando diferentes tipos de resíduos alimentares para ver se eles podem alcançar resultados consistentes. Durante os experimentos, eles abordam vários desafios de engenharia química e de processo à medida que surgem. Eles ajustam o projeto de troca de calor, resolver problemas de bombeamento e desenvolver técnicas de separação contínua.
Os pesquisadores também buscam expandir a base de recursos de biomassa para obter as eficiências necessárias para adoção em larga escala. Trabalhando com equipes de avaliação de recursos, eles testam diferentes misturas de matéria-prima com o objetivo de representar com precisão diferentes fontes de resíduos que podem se reunir em centros locais.
Por exemplo, eles estão avaliando os recursos disponíveis em um raio de 80 quilômetros de Detroit, Mich., para determinar a mistura de resíduos alimentares, lodo de esgoto, e gorduras, óleos e graxas que poderiam ser consolidados e usados para produzir biocombustíveis. Incluir o desperdício de alimentos permitiria que as fábricas de produção de biocombustíveis fossem até 10 vezes maiores em áreas urbanas - um progresso significativo em direção às metas de redução de emissões e custos do DOE para biocombustíveis.
Além dos desafios de engenharia, PNNL está abordando considerações práticas. Os economistas estão modelando várias combinações de matérias-primas e fatores de produção para determinar como os biocombustíveis produzidos em massa podem ser competitivos em termos de custo com os combustíveis convencionais à base de petróleo e compatíveis com a infraestrutura de hoje.
Esperando ansiosamente, pesquisadores estão trabalhando com uma empresa de eliminação de resíduos que já coleta e separa alimentos e outros resíduos orgânicos de casas e empresas em algumas cidades, criando lotes diários de lama. Cientistas vão estudar a composição desses resíduos e usá-los em experimentos para produzir biocombustíveis.
Então, enquanto você raspa o prato de jantar desta noite, descanse um pouco mais tranquilo sabendo que seus restos de cozinha podem um dia ajudar a reduzir a dependência da América dos combustíveis fósseis. E não se esqueça de pensar nos pesquisadores inovadores do PNNL que fornecem o que pensar.
