原来从玉米乙醇生产中回收磷可减少地下水污染！

玉米酒加工副产品干酒糟（DDGS）是玉米乙醇加工的副产品，通常用作牛，猪和家禽的饲料。但是，DDGS所含的磷超过了动物所需的磷。多余的肥料最终排入粪便，排入流域，促进藻类生产，并最终导致墨西哥湾的大型死区。
在DDGS变成饲料之前从DDGS中去除过量的磷可以缓解该问题。伊利诺伊大学的一项新研究探讨了回收磷作为副产品的最佳方法，然后可以将其潜在地用作玉米和大豆生产的肥料。

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“玉米本身含有大量磷。加工玉米时，会得到不同的产品。其中一些是用动物饲料喂养的，这些饲料中已经含有大量的磷。因此，额外的磷会从肥料中浸出并渗入玉米中。
该研究的合著者维杰·辛格（Vijay Singh）说。辛格（Singh）是I of U的农业和生物工程教授，也是综合生物加工研究实验室（IBRL）的负责人。
他补充说：“我们问，我们是否可以在过程中自己做些事情来回收这种磷，并以化肥的形式运回土地上？这就像循环经济一样。”
该研究是一个跨部门项目的一部分，该项目跨越了I of U农业，消费者和环境科学学院的多个系。该项目由国家科学基金会（National Science Foundation）在食品，能源和水的联系创新项目下资助系统（INFEWS）伞。
该研究的主要作者是农业与生物工程系的博士后研究员Ankita Juneja 。她解释说，研究人员首先研究了磷如何流经生产设施。她说：“我们从模型开始，估算了整个图示工厂中磷的流量。然后，我们确定了最大浓度的磷发生在哪里，这将有助于我们经济地回收磷。”
通过增加稀釜馏物的碱度并添加氯化钙的简单过程，研究人员能够回收80％至90％的磷，然后在连续搅拌反应器中将产物搅拌5分钟。Juneja解释说，目标不是去除所有磷，因为饲料中需要一些磷作为养分。
“ DDGS中的动物性食物对磷的需求量为每克DDGS 3-4毫克。以前，DDGS的重量约为9到10毫克/克。因此，其余的全部都是多余的，将进入粪便中。我们能够将其降低到每克3.25毫克，这是动物实际需要的范围。”
去除磷也会使DDGS中的蛋白质流失，但是Juneja说，该研究的回收过程经过优化，以确保DDGS中残留的蛋白质和磷的含量经过校准，可以满足但不超过动物饲料的需求。

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通过该程序回收的产物为固体沉淀或糊状物的形式，其包含约60至70％的水。它可以干燥并最终用作肥料，尽管该研究并未涉及该过程。辛格说，目前正在由I.作物科学系的科学家进行测试。
他说：“我们已经清楚地表明，可以从加工厂中回收这种磷，这样磷就不会进入动物饲料等不同的副产品中。”研究人员评估了恢复过程的技术和经济方面。尽管加工商确实必须投资购买新设备来进行分离，但仍有潜力将回收的副产品作为玉米和大豆的磷肥出售。
“我们对现有干磨工厂中增加回收部分要花费多少进行了经济分析：就固定成本而言将花费多少；就每年运营成本而言将花费多少；以及生产这种额外的副产品可以产生很多额外的收入，这些副产品可以用作肥料或其他用途。”
【原来从玉米乙醇生产中回收磷可减少地下水污染！】她说：“我们发现，在现有的干磨工厂中，每年可生产4000万加仑乙醇的追加投资为570万美元。每年增加的收入额不到100万美元。”Singh指出，工厂目前尚未实施这些实践，但是加工者对了解研究结果非常感兴趣。
他补充说：“他们想知道怎么做。即使只是向他们提供有关磷在植物中的流动方式的信息也很有价值。然后给他们提供回收磷的策略；这对他们也很有价值。”辛格说，这是他和朱尼娅（Juneja）作为INFEWS项目的一部分进行的磷回收研究的三分之二。
他说：“我们正在研究Sangamon流域上游的三个不同的炼油厂。” “在这个分水岭，有许多不同的处理厂，因为伊利诺伊州有很多豆和玉米深加工的。”第一项研究针对的是玉米湿磨工厂，该工厂将玉米转化为淀粉以生产高果糖玉米糖浆，而第三项研究的重点是大豆加工厂。
谷物化学杂志上发表了文章“从玉米干磨植物中回收作为副产物的磷：技术经济评估”。谷物化学中还发表了第一项研究“从玉米湿磨厂中回收磷作为副产品的技术经济可行性”。
文章来源：phys.org