Wetenschappers van Skoltech en het Joint Institute for High Temperaturen van de Russische Academie van Wetenschappen hebben voorgesteld om voedselafval om te zetten in biobrandstof via hydrothermische liquefactie - een thermisch depolymerisatieproces dat wordt gebruikt om natte biomassa in olie om te zetten.

Recente onderzoeken van de Verenigde Naties hebben aangetoond dat ongeveer een derde van alle voor menselijke consumptie geproduceerde voedingsmiddelen wordt weggegooid. Het gemiddelde volume aan afgedankte producten varieert van 100 kg per persoon per jaar in Europa en Noord-Amerika tot 10 kg per persoon per jaar in arme regio's van Afrika en Azië. De totale hoeveelheid afgedankte producten is 1,3 miljard ton per jaar.

De vraag hoe dergelijke hoeveelheden afgedankte voedselproducten moeten worden gebruikt, is complex en maatschappelijk van belang.

Een aanpak die veel aandacht heeft gekregen, is het omzetten van voedselafval in biobrandstof, die zowel milieu- als energievoordelen zouden opleveren. Tegen dit doel, onderzoekers hebben al met succes koolhydratenfermentatie of vettransesterificatie gebruikt voor de productie van biobrandstoffen.

Echter, deze benaderingen lossen het probleem van de voedselverwijdering niet op; aangezien slechts een percentage van de biomassa wordt omgezet in brandstof, de restanten moeten nog worden afgevoerd.

In een poging deze situatie te verhelpen, Skoltech-wetenschappers theoretiseerden dat hydrothermische liquefactie een unieke energie-efficiënte en universele optie was. Vooral, deze methode maakt het mogelijk om rechtstreeks biobrandstof te produceren uit natte biomassa. Opmerkelijk, de natte biomassa kan het beste worden omgezet voordat deze opdroogt, omdat het droogproces veel energie kost.

Om hun theorie te testen, het onderzoeksteam experimenteerde met verschillende soorten voedselverspilling, inclusief Parmezaanse kaas, ham en appels. Vervolgens analyseerden ze de moleculaire samenstelling van de geproduceerde biobrandstof met een massaspectrometer met ultrahoge resolutie.

"We ontdekten dat na het proces van hydrothermale vloeibaarmaking te hebben ondergaan, vlees en kaas omgezet in een in water oplosbare fractie en een in water onoplosbare olie. Appels worden alleen omgezet in een wateroplosbare fractie. De moleculaire samenstelling van de uit het vlees en de kaas geproduceerde biobrandstof was zeer divers en leek meer op teer dan op olie, " zei Skoltech-onderzoeker Yury Kostyukevich.

Kennis van de moleculaire samenstelling van producten die zijn verkregen als gevolg van hydrothermische liquefactie, zal wetenschappers in staat stellen de meest optimale methoden te ontwikkelen voor hun daaropvolgende verwerking om brandstof te produceren die geschikt is voor het aandrijven van auto's.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de European Journal of Mass Spectrometry .