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科技人物丨每人每年可能吃2.8公斤地沟油?刘人怀院士用小酵母解决大问题

来源:广州市科学技术协会 发布时间:2022-06-07 浏览量:1581

23岁,因为与导师叶开沅共同创立适于求解非线性微分方程的修正迭代法,他声名鹊起。

28岁,他依靠“手算”完成了可用于测量飞机飞行高度的波纹圆板研究,将误差控制于1%之内,完全可供精密仪表设计使用。而当时,世界上其他科研团队的相关误差甚至还在39%以上。

他是刘人怀,新近当选2022年广东最美科技工作者。

他是我国板壳结构理论与应用研究开拓者之一,但又不仅仅是一位板壳力学专家。作为中国工程院“双栖院士”,他先后入选机械与运载工程学部和管理学部。

“我做科研的范围非常宽泛,从天上到深海,从力学到管理,常年的科研训练告诉我,发现问题后就应该整合力量来解决问题。”刘人怀说。

2010年,70岁起,他发现的新问题变成了餐厨垃圾的处理。用他的话说,“社会需要的,我们就去做,哪怕看起来不那么高大上”。

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刘人怀


垃圾处理是个大问题


根据《餐厨垃圾处理技术规范》,餐厨垃圾主要包括餐饮垃圾和厨余垃圾。区别在于主体,前者囊括餐饮行业,后者针对家庭日常。

经历过垃圾分类的“洗礼”,如今人们对于餐厨垃圾的种类已经有了较为清晰的认知。但有一点恐怕很多人不知道:目前,我国每天能产生50万吨左右的餐厨垃圾,而日处理量只有约6.5万吨。

“餐厨垃圾占生活垃圾的一半,也最难处理。”刘人怀说。

2010年,刘人怀担任广东省科普志愿者协会会长。在进行垃圾分类调研时,他注意到情况十分严峻。

客观来说,餐厨垃圾有机部分的生物降解率可达80%,具有很大的回收价值。但处理不当也会出现很多问题。比如,刘人怀就发现,当时的广州就面临着“垃圾围城”和地沟油“回流”的问题。

“全国每年共生产约631万吨地沟油,每年约有60%回流到餐桌,平均每人每年要吃2.8公斤!”这是刘人怀曾在一次公开报告中列出的数据。而地沟油中通常含有砷、铅、黄曲霉等各类毒素,以黄曲霉素为例,其毒性是砒霜的68倍,是一种高致癌物。

问题必须要解决。但怎么办?

填埋?土地够用吗?污染土壤与地下水怎么办?

焚烧?温度条件不达标,可能会产生大量的二噁英!

直接堆肥?盐分太高!

用作饲料?其中的病原微生物处理不好,可能会引发人畜共患病!

刘人怀希望,能够在无害化处理和资源化利用上找到一个更优解。换句话说,他想要的是真正的变废为宝。

为此,他组建了一个包含环境、生物、工程、管理等各类学科30多人的研究团队来研究餐厨垃圾处理的新技术。


小酵母成了大关键


真正的转折点来自“噬污酵母”。

这是一种多功能酵母菌,能直接对餐厨垃圾的复杂成分进行降解和转化。

这样一来:餐厨垃圾淀粉里的糖类,可以转化成酒精;餐厨垃圾中的油脂分离出来,可以制成工业油脂,用来做洗涤用品、生物柴油等;带有同源性污染隐患的动物蛋白,可以转化为安全优质的菌体蛋白。

“噬污酵母”的灵感来自于刘人怀的儿子刘泽寰。刘泽寰此前在秸秆的转化利用研究中,就曾通过酵母将之变成燃料乙醇。

而这一次,团队通过抗逆筛选和遗传育种筛出的“噬污酵母”,催生出了一个新的技术——联合生物加工工艺。

从2013年到2016年,刘人怀团队在广州开发区做了三年中试,每天处理5吨餐厨垃圾。令他感到骄傲的是,这三年中没有收到任何关于废气废水废渣问题的投诉。

2019年1月,全球首条餐厨垃圾处理示范生产线在成都市新都区开建。生产线正式运转以来,只要经过24小时发酵处理,1吨餐厨垃圾可产出25公斤燃料乙醇、70公斤工业毛油、25公斤高蛋白饲料添加剂、杂质做成的90公斤RDF燃料棒和780多公斤的水……

在这样的实力下,餐厨垃圾真的是有望变成“城市矿产”。

与此同时,该技术带来的收益也很可观。

根据2021年相关报道,这条生产线每天可处理70吨餐厨垃圾,转化率100%,每吨餐厨垃圾能获得至少600元的收益。

而在2020年,我国整体餐厨垃圾总量已经达到了1.16亿吨。如果都能够处理妥当,那餐厨垃圾中真的是藏着一个“蓝海”了。

来源:我是科学人、湾区科学人