农业和食品浪费通常被视为一个问题，但越来越多的项目表明，如果管理得当，它可以转化为…… 食物、能源和肥料的来源实现这一目标最有趣的方法之一是利用真菌，真菌能够在所谓的“有机废物转化”过程中将有机废物转化为高附加值产品。 循环生物经济.
近年来，欧美多个研究团队和项目都在研究如何利用真菌的力量来…… 提高农业副产品、粪便和废水的价值从生产可食用蛋白质到 真菌发酵从颗粒状生物肥料的生产到热化学过程中水的净化，其基本理念都是一样的：闭合循环，减少浪费，为农业部门创造新的机会。
最有前景的研究方向之一是利用真菌将农业和食品废料转化为…… 富含蛋白质和其他营养物质的食物通过一种称为真菌发酵的过程。这种方法源于一个显而易见的现实：农业和食品工业的许多副产品仍然含有大量可利用的营养物质，但目前却未能得到充分利用或直接丢弃。
在这种情况下，能够侵染废弃物的真菌，例如…… 水果残渣农作物副产品、食品加工废料 甚至来自不同农产品供应链的更复杂的混合物。真菌利用这些物质作为碳源和能源，将其分解，同时形成富含蛋白质、纤维和其他有益化合物的真菌生物质。
因此，真菌发酵可以将废物流转化为 新型可持续食品原料这些物质既可以用于人类食用（例如，作为富含真菌蛋白的配料），也可以用于高质量的动物饲料，前提是满足食品安全要求、污染物控制和工艺标准化要求。
这一策略与以下理念完美契合： 循环生物经济在这种模式下，一个系统的废弃物被转化为另一个系统的资源。然而，研究人员指出，仍然存在诸多挑战：需要在技术层面优化工艺流程，确保最终产品的安全性，将设施规模扩大到工业化水平，最重要的是，使生产成本与传统替代方案具有竞争力。
另一个关键方面是 起始残基的变异性其成分会因季节、栽培方式或工业生产过程的不同而有所变化。这种可变性要求设计灵活的系统，能够调节温度、pH值、通气量或发酵时间等条件，从而使真菌在其最佳范围内发挥作用，并保持最终产品质量的稳定性。
真菌发酵：真菌将废物转化为食物
最有前景的研究方向之一是利用真菌将农业和食品废料转化为…… 富含蛋白质和其他营养物质的食物通过一种称为真菌发酵的过程。这种方法源于一个显而易见的现实：农业和食品工业的许多副产品仍然含有大量可利用的营养物质，但目前却未能得到充分利用或直接丢弃。
在这种情况下，能够侵染废弃物的真菌，例如…… 水果残渣、农作物副产品、食品加工废料 甚至来自不同农产品供应链的更复杂的混合物。真菌利用这些物质作为碳源和能源，将其分解，同时形成富含蛋白质、纤维和其他有益化合物的真菌生物质。
因此，真菌发酵可以将废物流转化为 新型可持续食品原料这些物质既可以用于人类食用（例如，作为富含真菌蛋白的配料），也可以用于高质量的动物饲料，前提是满足食品安全要求、污染物控制和工艺标准化要求。
这一策略与以下理念完美契合： 循环生物经济在这种模式下，一个系统的废弃物被转化为另一个系统的资源。然而，研究人员指出，仍然存在诸多挑战：需要在技术层面优化工艺流程，确保最终产品的安全性，将设施规模扩大到工业化水平，最重要的是，使生产成本与传统替代方案具有竞争力。
另一个关键方面是 起始残基的变异性其成分会因季节、栽培方式或工业生产过程的不同而有所变化。这种可变性要求设计灵活的系统，能够调节温度、pH值、通气量或发酵时间等条件，从而使真菌在其最佳范围内发挥作用，并保持最终产品质量的稳定性。
以蘑菇产业为例：栽培后基质作为一种资源
食用菌（例如双孢蘑菇）的栽培在每个生产周期后都会产生一种被称为菌丝体的物质。 蘑菇后培养基质（SPCH）这是真菌生长的基质，主要由农业和畜牧业产生的有机残渣（粪便、秸秆、蔬菜副产品）组成，这些残渣在多次收获后已经失去了大部分原始营养成分。
该污水处理厂对生产商而言意味着大量的废弃物，其处理和管理是…… 成本高昂且物流复杂通常的做法是 将其转化为堆肥 可用作肥料，但这种材料有一个主要缺点：它的含水量非常高，约为 70%，这使得运输成本高昂，大规模处理也十分困难。
此前，干燥这种基质最简单的方法是将其放置在室外，等待阳光照射使其干燥。 速度慢、难以控制且受天气影响这使得SPCH化肥生产的规划变得复杂，并降低了其对该行业公司的经济吸引力。
面对这个问题，欧洲智能蘑菇项目开发了一种创新技术。 将蘑菇种植产生的农业废料升级再利用通过融入循环生物经济逻辑的环保工艺，将它们转化为颗粒状生物肥料。
Smartmushroom的核心理念是将新鲜的SPCH转化为有价值的资源，利用其自身成分产生能量，同时创造…… 高农艺价值肥料 该产品可在欧洲任何地区销售。如此一来，原本令人头疼的废弃物便能带来双重效益：既降低成本，又开辟新的收入来源。
Smartmushroom：沼气、高效干燥和生物肥料颗粒
Smartmushroom提出的技术以新鲜的SPCH为基础，首先要经过以下处理： 水解后进行厌氧消化在这个消化过程中，有机物在缺氧条件下被微生物分解，产生富含甲烷的沼气和富含营养的消化物。
产生的沼气用于驱动专门设计的干燥系统，该系统用于处理沼渣和SPCH的混合物。该过程将物料的含水量降低至约1%。 含水量28%更适合于运输并随后转化为颗粒。
通过将水分冷凝与……相结合，可以加速干燥。 海泡石过滤器上的吸附作用一种具有高保水能力的矿物质。这种组合能够比简单的自然风干更快、更可控地去除多余水分，而且使整个过程不受天气条件的影响。
SPCH干燥后，可以施用天然肥料，从而提供…… 氮、磷、钾配方根据不同作物的具体需求进行调整。强化后，将物料制成颗粒，即压制成易于储存、运输和使用传统农业机械在田间施用的小型固体圆柱体。
为了测试该工艺的可行性，Smartmushroom 团队在三个主要领域进行了试验：优化厌氧消化、调整干燥系统以及对颗粒状生物肥料进行农艺评估。 不同的作物和农田条件.
沼气优化和中试装置设计
在实验室阶段，SPCH 被用作 厌氧消化的主要原料测试了不同混合物与其他农业残余底物。目标是最大限度地提高沼气产量，特别是提高甲烷含量，因为甲烷是沼气中能量潜力最高的成分。
经过多次试验，最终确定最佳组合是由以下成分组成的混合物： 七份SPCH，两份果酱制作废水和一份甘油该比例确定了试验工厂的最佳进料参数，确保了易降解有机物与生物过程稳定性之间的适当平衡。
与此同时，烘干机的关键变量也进行了调整，例如： 操作温度、物料停留时间和传送带速度这些参数经过优化，以最大限度地利用沼气中所含的能量，同时适应输入材料成分可能出现的波动。
最终设计出了一种干燥系统，该系统具有 自动调整它能够适应沼渣和SPCH混合物的变化而不降低效率。这种自动化减少了对人工干预的需求，提高了工艺的稳定性，这对于最终的工业化至关重要。
在基础设施方面，Smartmushroom 在 Sustratos de La Rioja 建造了一座 SPCH 干燥试点工厂，Sustratos de La Rioja 是该地区一家获得授权的蘑菇种植废物管理公司。 厌氧消化器安装在集装箱式模块中。与使用混凝土建筑不同，这种设计可以根据季节和需求更轻松地调整处理能力，以适应不同体积的污水处理厂。
该装置还包括一台干燥机，干燥机配备有以产生的沼气为燃料的燃烧器，能够将SPCH干燥至生物肥料颗粒生产线所需的含水量。这使得系统相对紧凑且集成化，其中 能源和肥料均来自同一废物流。.
生物肥料的农艺效果和生产能力
对所得SPCH颗粒进行了测试。 生物肥料适用于多种作物试验在西班牙和塞尔维亚的温室和露天田地中进行。测试的物种包括生菜、花椰菜、辣椒、西红柿、西兰花、葡萄和各种谷物，从而可以评估肥料在园艺、木本和粗放式农业系统中的性能。
试验结果令人信服，许多参与的农民都表示赞同。 他们表示有兴趣继续使用这些颗粒。 测试完成后，这种程度的实地认可表明，该产品不仅在理论上有效，而且在实际农业管理条件下也有效。
就产能而言，Smartmushroom试点工厂能够 转化约36,000吨新鲜SPCH 每年大约可生产8500吨生物肥料颗粒。体积的增加清楚地表明了初始基质的高含水量，以及干燥以将养分浓缩成紧实形式的重要性。
从经济角度来看，创新能为蘑菇生产者带来双重好处。一方面，它使他们能够…… 节省废物管理成本据估计，整个欧洲行业的规模约为29,2万欧元。此外，它还开辟了一条新的业务线，即向其他农业企业销售生物肥料。
除此之外，该系统还具有积极的环境影响。由于它是一个将有机物融入土壤并从大气中去除二氧化碳的过程，因此生物肥料起到了一种……的作用。 碳汇 而且它还是对抗土壤退化的工具，因为它能为土壤提供高达 50% 的有机质，改善土壤结构和保水能力。
该项目已经开发出工业化模拟程序，并认为 中试工厂已准备好扩建 如果市场和物流条件允许，该联盟计划组织技术参观活动，让农业领域的其他利益相关者能够亲身体验这项技术，前提是不会出现类似新冠疫情期间的出行限制。
利用真菌处理废水并生产肥料
除了SPCH案例之外，真菌的应用还被探索用于另一个备受关注的领域：治疗…… 水热液化（HTL）工艺产生的废水这是一种利用高温高压将湿生物质转化为生物原油的技术。
HTL应用于诸如以下原材料： 猪粪、食物残渣或其他有机副产品该过程会产生一种可用作燃料的生物原油和一种称为 HTL-AP（水热液化水相）的水相，其中含有大量营养物质，特别是有机形式的氮，以及可能存在的重金属和有毒化合物，具体取决于生物质的来源。
到目前为止，这种水相主要被认为是 问题废物因为它的营养成分不能直接用于农业：大部分氮存在于植物无法吸收的复杂有机分子中，而且它最终的污染物负荷会造成环境风险。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的两项研究分析了一种白腐真菌的潜力， Trametes杂色将这种废水转化为有用的肥料溶液，同时减少混合物中可能存在的有毒化合物。
变色栓菌在HTL-AP改良中的作用
在由研究员维多利亚·莱梅 (Vitória Leme) 领导的第一项研究中，开发了具体的方法来…… 培养云芝（Trametes versicolor），并将其施用于含有5% HTL-AP的溶液中。处理过程持续了三天，足以观察到废水化学成分的显著变化。
结果表明，真菌的作用显著增强了 硝酸盐和氨浓度换句话说，它将水相中部分有机氮转化为植物可以直接吸收的矿物氮。这样一来，一种难以处理的废弃物就变成了一种潜在的液体肥料来源。
此外，云芝还以其产生氧化酶的能力而闻名，这些氧化酶能够降解…… 复杂且通常有毒的分子例如某些持久性有机污染物。在HTL-AP工艺中，这为降低毒素及其相关金属的含量提供了可能，但需要根据初始废物的具体情况进行非常仔细的监测。
莱梅完成工作后，研究工作由农业系统技术与管理专业的学生卡拉·洛佩兹继续进行，她专注于将真菌处理与……结合起来 细菌硝化过程在第二项研究中，T. versicolor 和 硝化细菌 在 HTL-AP。
这种组合被证明特别有效：增幅高达 硝酸盐浓度提高了17倍 在处理后的水相中，硝化细菌将生成的（或已存在的）氨氧化成硝酸盐，而真菌则促进有机氮的初始释放，并有助于降解可能抑制其他微生物的化合物。
该研究还分析了影响系统性能的各种因素，例如 溶液的pH值对于硝酸盐和氨而言，当微生物在 pH 值介于 6 到 7,5 之间时，可获得最佳结果。pH 值在许多生物过程中相当常见，并且通过基本调节相对容易维持。
另一项相关发现是产生了 能够分解毒素的酶这证实了真菌对生物质废弃物中某些化合物的净化功能。这表明真菌处理不仅可以提高HTL-AP的肥料价值，还能使其更安全地用于农业生产。
从处理后的水到农作物灌溉：循环经济的实践
基于这些结果，保罗·戴维森教授的团队目前正在研究如何利用…… 处理后的废水用于水培系统中的植物种植其目的是测试所得液体在多大程度上可以作为营养液，从而完全闭合有机废物、真菌细菌处理和植物生产之间的循环。
理想情况下，整个治疗过程应尽可能靠近……进行。 水热液化发生的地点例如，如果使用猪粪作为湿原料，那么将 HTL 工厂和生物处理系统建在拥有数千头猪的农场旁边就很有意义，因为那里的粪便流量持续且充足。
这样，就可以收集畜禽粪便，利用水热液化（HTL）技术处理生成生物原油和HTL-AP，然后将该水相进行后续处理。 用云芝和硝化细菌进行治疗 在专用设施中进行处理。处理后的水富含硝酸盐，有害化合物含量较低，可用作附近农作物的肥料。
这种方法显著减少了长距离运输重型潮湿生物质的需求，这意味着 节省物流成本和运输排放此外，它将畜牧废物管理与作物施肥直接联系起来，建立了区域循环经济系统，使养分在当地得到循环利用。
实际上，如果养猪场周围是农田，该系统可以生产出适合当地作物需求的液态肥料，从而减少对化石燃料衍生合成肥料的消耗。所有这些都将有助于实现更可持续的农业生产，减少对外部投入的依赖。 更低的环境足迹.
与此同时，这些技术的发展强化了这样一种观点：真菌，无论是以固体废物发酵的形式，还是作为复杂废水处理剂，都可以成为新型价值链的关键组成部分。 农业循环生物经济与 SPCH 的合作以及对 HTL-AP 的研究都指向同一个方向：将废物问题转化为生产性的解决方案。
所有这些研究和项目都表明，真菌具有巨大的潜力。 为农业、畜牧业和食品废料增加价值 通过相对高效的工艺流程，将能源生产、肥料制造和富含营养的生物质生产相结合。尽管仍面临技术、监管和经济方面的挑战，但方向是明确的：更好地利用以往被丢弃的资源，并创建更加循环的农业系统，使一个人的废弃物成为另一个人的资源。
