
图:连思琪成功研发以厨馀转化塑胶原料技术/梁康然摄
前 言
香港每天产生逾7500吨垃圾,当中近50%即3750吨是厨馀,这些冷饭残?绝大部分运往堆填区掩埋,成为堆填区最为人诟病的臭气源头。为应对社会富裕衍生出愈来愈多的厨馀垃圾,全球科学家均大动脑筋,研究如何化厨馀为有用之物,这方面香港虽起步较迟,但成绩令人惊喜。本报将一连两天介绍本土科学家对厨馀的研究成果,但要把研究成果进一步转化为工业生产,?仍存在不少难题。
细菌,有害菌也有益菌,化厨馀为有用物质,细菌是至关重要的“有益”工具。城市大学能源及环境学院助理教授连思琪便巧妙地利用生长在高原盐湖的特殊细菌,成为全球第一位把厨馀变成塑胶原料的科学家,名副其实的“化腐朽为神奇”。本报记者 梁康然
城市大学2009年成立能源及环境学院,助理教授连思琪在学院多年来研究生物提炼技术。早前,她在国际科研会议公开表示,香港已拥有利用本地厨馀生产丁二酸(Succinic acid)及聚羟基丁酸酯(Polyhydroxybutyrate PHB)两种塑胶原材料的技术。
利用霉菌发酵提炼
连思琪接受本报访问时说,生物提炼是研究以生物、农业废物转化为化学品、燃料等产品的技术,以厨馀生产塑胶原材料是生物提炼其中一种。
“厨馀本身是食物,我们用天然霉菌将厨馀变成营养液,再以营养液繁殖特殊细菌,最后以化学方法从特殊细菌中提炼出有用的塑胶原材料。技术概念很简单,但实践过程涉及很高的技术,例如控制细菌增长数量、维持发酵环境等等,单是将厨馀变成营养液就要用上许多不同的霉菌。”
连思琪接?说:“生产不同的塑胶原料也要用不同的特殊细菌,如丁二酸要用琥珀酸放线桿菌(Actinobacillus succinogenes);生产PHB就要嗜盐菌Halomonas boliviensis。特殊细菌要有特定的营养及环境才会生长,如果只将特殊细菌加在厨馀上,不会有效果出现。”
进行生物炼製丁二酸,需要用上黑麴霉、米麴霉两种霉菌,将厨馀酵解变成营养液及氮,再将琥珀酸放线桿菌加入营养液中,并注入二氧化碳及碳酸镁,让琥珀酸放线桿菌进行无氧发酵,过程需时2至3日。之后把完成发酵的产物进行一连串化学工序,例如在酸性环境下加入活性碳,以化学物催化离子交换,再经过真空蒸馏,最后在摄氏4度低温冷藏,就能得出结晶状的丁二酸。
实用化遇两大难题
生物炼製PHB过程类同炼製丁二酸,先需要用泡盛曲霉、米麴霉,酵解厨馀得出嗜盐菌需要的养分。之后在加有嗜盐菌的营养液中,混入氢氧化钠、硫酸等,并保持在酸硷度7.5%、摄氏35度的环境下发酵,期间需要衡速搅拌,发酵后的产物在摄氏75度环境下进行“迴流”蒸馏4小时,便能沉淀出PHB。
丁二酸和PHB是製造塑胶产品的重要原材料,可生产塑胶包装盒、购物袋、食具、农耕胶膜、运动衣物、漆油等物品,香港虽然已掌握炼製这两种原材料的技术,可是要达到实用生产,还有一段距离。
连思琪说:“在香港实用化这两项技术存在两大难题,首先是本地厨馀未经分类,但厨馀质素直接影响生物炼製的成效,厨馀供应不稳定或无甚养分,都难以大量生产;其次是实用化的资金不足,香港目前没有人愿意投资实用化研究,如建造所需厂房,培训生产技术人员等,资金都没人提供。”