Биотопливо из пищевого мусора

22.11.2017

По данным Организацией Объединенных Наций, люди отправляют на помойку около трети всех продуктов питания. Хотя в разных странах конкретные цифры отличаются (например, в Европе и Северной Америке объем выбрасываемых продуктов за год равен примерно 100 кг на одного человека, а в бедных регионах Африки и Азии - 10 кг), в результате все равно получается колоссальный объем в 1,3 млрд тонн в год. Конечно, возникает естественный вопрос, нельзя ли с этим пищевым мусором сделать что-то полезное, тем более, что его так много.

Один из вариантов - производить из него биотопливо. Идея сама по себе не новая, и здесь обычно используют ферментацию углеводов и переэтерификации жиров (при переэтерификации сложные молекулы жиров обмениваются своими структурными элементами, так что в результате у жиров снижается температура плавления, они лучше окисляются кислородом и т. д.). Однако с помощью ферментации углеводов и переэтерификации жиров в биотопливо можно перевести только часть мусорного сырья.

Исследователи из Сколковского института науки и технологий вместе с коллегами Обьединенного института высоких температур РАН предложили более эффективный подход к утилизации пищевых отходов. В своих экспериментах они применили метод гидротермального сжижения, который не только значительно более энергоэффективен, но и позволяет переводить в биотопливо все сырье с минимальным объемом отходов. Кроме того, метод гидротермального сжижения также позволяет получать биотопливо из влажной биомассы, исключая стадию сушки сырья с неизбежными затратами энергии на эту сушку.

Подвергнув гидротермальному сжижению сыр пармезан, ветчину и яблоки, исследователи обнаружили, что в результате получаются водорастворимая фракция и водонерастворимое масло (в случае яблок получалась только водорастворимая фракция). Молекулярный состав продуктов реакции очень разнообразен и больше напоминает не обычную нефть, а продукты пиролиза древесины (деготь).

В перспективе метод гидротермального сжижения можно оптимизировать так, чтобы с его помощью получать разные виды биотоплива - например, биотопливо, пригодное для автомобилей - но сначала нужно более подробно описать, какие именно молекулы получаются при таком способе переработки пищевых отходов.

<< Назад: Смартфон-термометр 23.11.2017

>> Вперед: Кольца стабильной плазмы в условиях открытого воздуха 22.11.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Дофамин избавляет от страха 06.05.2025 Понимание того, как мозг учится справляться со страхом, имеет решающее значение для разработки новых методов лечения тревожных расстройств и посттравматического стрессового расстройства. До последнего времени оставалось неясным, какие именно механизмы активируют процесс угасания страха. Исследование, проведенное учеными Массачусетского технологического института, приблизило нас к разгадке: ключевую роль в этом играет дофамин - нейромедиатор, традиционно ассоциируемый с удовольствием и системой вознаграждения. Группа исследователей под руководством нейробиолога Микеле Пиньятелли ди Спинаццола обнаружила, что поток дофамина между определенными участками мозга может инициировать процесс забывания страха. Это открытие представляет особый интерес для изучения механизмов, лежащих в основе таких состояний, как генерализованная тревога и ПТСР. Вместе с коллегой Сянью Чжаном они продемонстрировали, что дофамин активирует особые нейроны, связанные с положительным подкреплением, что в свою очередь способствует угасанию страха. Научная работа базировалась на экспериментах с участием лабораторных мышей. В одном из ключевых этапов грызуны подвергались легким электрическим разрядам, вызывающим страх. Повторное помещение в ту же обстановку без болевого стимула приводило к активации другой группы нейронов, свидетельствовавшей о снижении страха. Ученые зафиксировали, что нейроны, экспрессирующие ген Rspo2, активны в момент запоминания пугающего опыта, тогда как клетки с геном Ppp1r1b вступают в работу, когда страх начинает исчезать. Центральным объектом исследования стала вентральная тегментальная область (VTA), которая отвечает за восприятие неожиданности и обучение. Ученые подтвердили, что нейроны VTA формируют связи с обоими типами клеток миндалины - структуры мозга, участвующей в обработке эмоций. Однако именно нейроны с геном Ppp1r1b получают больше дофаминовых сигналов и, что особенно важно, обладают большим количеством рецепторов к этому веществу. Это делает их более чувствительными к изменению активности дофаминовой системы. Применяя методы активации и отключения нейронных цепей, ученые смогли управлять процессом угасания страха у мышей. Когда они активировали поток дофамина из VTA в миндалину, реакция страха у животных ослабевала; при обратном вмешательстве - усиливалась. Таким образом, исследователи установили причинно-следственную связь между активностью дофаминовой системы и способностью мозга забывать страх. Интересно, что нарушение дофаминовых рецепторов в нейронах Rspo2 влияло на запоминание страха, тогда как вмешательство в работу рецепторов нейронов Ppp1r1b препятствовало избавлению от страха. Эти данные подтверждают двойственную роль дофамина: он необходим как для формирования пугающего опыта, так и для его последующего угасания - в зависимости от того, с какими нейронами он взаимодействует. Авторы подчеркивают, что описанная ими нейронная схема не является полной сетью, ответственной за угасание страха, но именно она запускает этот процесс. Осознание ее значимости дает возможность целенаправленно разрабатывать новые методы терапии, направленные на модуляцию дофаминовой активности, чтобы помогать людям справляться с патологическими страхами. Таким образом, дофамин, ранее воспринимаемый исключительно как нейромедиатор удовольствия, проявил себя как важный участник эмоционального обучения. Результаты исследования свидетельствуют, что забывание страха - это не пассивное угасание эмоций, а активный процесс, основанный на положительном подкреплении. Это открытие открывает перспективы для создания новых, более точечных подходов к лечению тревожных расстройств, делая шаг вперед в понимании работы человеческого мозга.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026