微生物能轉換酸乳清廢液為生物燃料
2018/01/02 @國際
示意圖
希臘優格源自於地中海地區，因蛋白質含量高、碳水化合物與鈉含量較低，故廣受消費者喜愛，而在其製造過程中所產生的水分及酸性乳清混合物之生物需氧量BOD與化學需氧量COD均高，需運至遠距離的大型廢水處理場，也導致大量的碳足跡產生。這些廢乳清內含物主要為乳糖、果糖和乳酸，傳統上除了丟棄或部分作為畜牧飼料添加劑外，會先大量蒐集並集中於發酵槽後進行微生物厭氧發酵，同時收集甲烷，但其甲烷生成效率通常不彰，因此在美國康乃爾大學(Cornell University)與德國圖賓根大學(University of Tübingen )研究人員共同合作下，開始研究如何適當利用這些廢乳清副產物，使其更能符合永續化理念，同時增加產業之附加價值。
在該項新的技術研發當中，研究人員將兩個開放式的微生物反應發酵槽串聯在一起，在第一個發酵槽中會先使用50°C與pH5.0的環境進行發酵酸化，將乳糖與果糖轉換成乳酸作為中間產物，轉換完畢後其中間產物再流到第二個發酵槽，並於30°C環境中持續轉換成碳鏈較長的中鏈羧酸(medium-chain carboxylic acids；MCCAs)，其中不須額外提供電子受體與昂貴的酵母萃取物於生物反應器系統中。而最終的發酵產物己酸（正己酸）和辛酸（正辛酸）可直接作為綠色抗菌劑或畜禽飼料添加物，若進一步加工則可使其轉換為生物燃料或其他化工產品之原料，成功使用微生物發酵技術轉換廢乳清為不同新用途之原料，同時降低環境汙染與提升資源利用性。【延伸閱讀】木質素加工再利用於燃料電池生產
目前已完成各項反應條件之確立，接下來將會持續進行雙發酵槽系統之優化，瞭解參與的微生物群性質，使其在符合經濟規模的方式下，擴大其生產能力以達到量產模式，以評估此方法的商業應用性，同時將調查該技術是否能運用於轉化其他廢棄物，減少食品製造產業的碳足跡排放與提高其他副產物的利用價值。
資料來源
- ScienceDaily
- Temperature-Phased Conversion of Acid Whey Waste Into Medium-Chain Carboxylic Acids via Lactic Acid: No External e-Donor
文章摘譯
