Стаття від : 2 серпня 2024 року
Мільйони фунтів малоцінної деревини, такої як дерева та гілки малого діаметру, залишилися в лісах штату Мен через скорочення виробництва целюлози та паперу, спричинене посухою, гасінням пожеж та падінням попиту. Хоча існує дуже мало ринкових можливостей для цієї низькоякісної деревної біомаси, дослідники Університету штату Мен вважають, що її можна використовувати для створення унікальних товарів, які можуть підтримати економіку штату та його сільських громад: екологічно чисте авіаційне паливо та екологічно чистий білковий компонент корму для риби, що вирощується в аквакультурі.
Науково-дослідний інститут лісової біопродукції (FBRI) та Науково-дослідний інститут аквакультури (ARI) отримали грант Міністерства сільського господарства США (USDA) у розмірі 10 мільйонів доларів на реалізацію проекту “Стале використання деревини для виробництва палива та рибних кормів для зміцнення біоекономіки США”( Sustainable Wood to Fuel and Fish Feed for Strengthening the U.S. Bioeconomy project), також відомого як SWF3. Серед співавторів – Університет Массачусетсу в Лоуеллі (UMass Lowell), Служба сільськогосподарських досліджень USDA (ARS) та Arbiom, виробник білкових інгредієнтів для продуктів харчування для людей і тварин, що базується в Північній Кароліні та Франції.
“Науково-дослідний інститут лісових біопродуктів із задоволенням очолить цей міждисциплінарний проект,” – каже директор FBRI Clayton Wheeler. “Нове фінансування є ключовим для розвитку креативних та сталих ринків для недовикористаної лісової біомаси, одночасно надаючи пріоритет інклюзивним цінностям, важливим для просування справедливого розвитку сільських районів штату Мен.”
Низькоякісна деревина містить як органічні сполуки, які можна перетворити на паливо, так звані лігніни, так і цукри, які можна зброджувати на білки для корму риби. Існуючі відновлювані види палива для реактивних літаків та інших літальних апаратів дорожчі, ніж ті, що отримують з нафти. Виробництво палива з низькоякісної деревної біомаси може знизити вартість, а також допомогти країні відмовитися від викопних видів палива.
Корми для риб, які традиційно містять рибне борошно та риб’ячий жир, є одними з найбільших витрат у виробництві аквакультури. Виробництво білків з одного джерела, синтезованих з цукру в деревній біомасі, для додавання в рибні корми може бути більш економічно ефективним і сталим, оскільки використання рибного борошна і залежність від природних рибних ресурсів значно зменшиться.
“Науково-дослідний інститут аквакультури радий бути частиною цього новаторського проекту,” – каже директорка ARI Debbie Bouchard. “Перетворюючи низькоякісну деревину на інгредієнт для екологічно чистого корму для риб, ми не лише задовольняємо критичну потребу в аквакультурі, а й підвищуємо економічну цінність лісів штату Мен. Цей інноваційний підхід прокладе шлях до більш стійких та сталих практик аквакультури.”
Проект є частиною програми Національного інституту продовольства і сільського господарства (NIFA), яка надає фінансування для підвищення сталості сільськогосподарських систем. Він базується на досвіді та можливостях UMaine як у галузі лісового біопалива, так і в дослідженні аквакультури атлантичного лосося.
Розробляючи нові продукти з використанням деревини, яка історично вважалася відходами, дослідники створюють можливості для отримання додаткових джерел доходу, максимізації цінності лісових угідь, уникнення змін у лісокористуванні та стимулювання активного і сталого ведення лісового господарства, тим самим покращуючи здоров’я лісів за допомогою таких практик, як докомерційні рубки догляду.
Цукор, лігнін та інші компоненти біомаси з деревини будуть відокремлені FBRI і перетворені на білок компанією Arbiom за допомогою запатентованого процесу мікробної ферментації. Потім білки будуть перетворені в корм для риб компанією ARS у співпраці з ARI, яка проведе дослідження росту лосося та засвоюваності цим об’єктом корму.
Лігнін та інші побічні продукти цукрового виробництва будуть перероблені FBRI на екологічно чисте авіаційне паливо за допомогою процесу гідротермального зрідження, в якому використовується вода високої температури і тиск для розщеплення твердих залишків до органічних рідин.
Це дослідження палива буде підтримано UMass Lowell за допомогою прогнозного моделювання на основі штучного інтелекту, яке передбачатиме його ефективність за різних умов експлуатації та різного хімічного складу деревної біомаси. Інший аналіз на основі штучного інтелекту буде використаний FBRI для управління сталим розвитком комбінованих процесів.
На додаток до досліджень у галузі виробництва палива та рибних кормів, FBRI та ARI розроблять курси для студентів та аспірантів на основі результатів проектів SWF3 для широкого кола галузей, включаючи хімічну інженерію, штучний інтелект, харчування риб, лісові ресурси, економіку, мікробіологію та сталий розвиток. Дослідники також розроблятимуть освітні заходи для навчання у цих галузях для дітей віком від 7 до 12 років у співпраці з Центром розвитку кооперативів Університету штату Мен.
Стратегічний підхід допоможе заповнити прогалини в навчальних програмах, виявлені зацікавленими сторонами в галузі біоекономіки, від бізнесу до державних установ, а також забезпечить навчання та підготовку кваліфікованої робочої сили в галузі біоекономіки. Крім того, дослідники створять відео, інформаційні бюлетені, інфографіку та аналітичні записки на основі результатів дослідження для навчання зацікавлених сторін у сфері біоекономіки на підтримку місії UMaine Extension.
Контакти: Marcus Wolf, 207.581.3721; marcus.wolf@maine.edu
Посилання на оригінал цієї статті : USDA backs research into making sustainable jet fuel and fish feed from wood
