Masalah lingkungan yang disebabkan oleh limbah makanan merupakan perhatian penting bagi kesejahteraan manusia dan kesehatan ekosistem. Valorisasi limbah makanan menjadi energi dan bahan karbon telah banyak diteliti. Rekayasa biochar merupakan alternatif yang menjanjikan untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan mengurangi krisis energi. Hubungan yang mendasari antara sifat biochar yang direkayasa dan aplikasi spesifik masih belum jelas, oleh karena itu, desain biochar yang direkayasa dengan bantuan pembelajaran mesin dan optimalisasi proses diusulkan. Selain itu, sebelum penerapan skala industri, penilaian rinci tentang manfaat lingkungan dan kelayakan ekonomi harus dilakukan. Dalam konteks netralitas karbon, daur ulang termokimia dari limbah makanan menjadi biochar yang direkayasa untuk aplikasi energi dan lingkungan dapat berkontribusi secara signifikan untuk mencapai pengelolaan limbah makanan yang berkelanjutan, mengurangi pencemaran lingkungan, dan mengatasi krisis kekurangan energi, dan dengan demikian pada akhirnya akan memfasilitasi pemenuhan United Nations Sustainable Development Goals (SDGs).
Limbah makanan adalah masalah global yang membawa tantangan lingkungan, ekonomi dan sosial yang serius. Banyak negara telah mengambil langkah-langkah untuk mengurangi limbah makanan dan pengelolaan berkelanjutan limbah makanan yang dikumpulkan secara terpisah dari limbah lainnya. Limbah makanan yang dikumpulkan dapat diproses untuk meminimalkan dampak lingkungan dan memaksimalkan manfaatnya dalam ekonomi sirkular. Limbah makanan, yang sebagian besar terdiri dari organik (yaitu, karbohidrat, protein, lemak, dan lipid), dengan ini diubah menjadi produk bernilai tambah tinggi (misalnya, metana, bioetanol, syngas, bahan kimia, dan bahan karbon). Baru-baru ini, daur ulang limbah makanan menjadi bahan karbon canggih telah dianggap sebagai perubahan paradigma yang muncul dari penimbunan dan pembakaran. Pendekatan daur ulang utama termasuk konversi termokimia (misalnya, karbonisasi hidrotermal (HTC), pirolisis, dan gasifikasi) dan konversi biologis (misalnya, pencernaan anaerobik (AD).
Para peneliti saat ini berfokus pada pengembangan proses termokimia hijau, berkelanjutan, dan hemat biaya atau proses biologis dan termokimia terintegrasi untuk mencapai pengelolaan limbah makanan yang berkelanjutan menuju ekonomi sirkular. Karena keragaman dan kompleksitas limbah makanan, teknologi proses khusus bahan baku diperlukan untuk pengolahan limbah makanan di biorefinery. Residu karbon padat yang tidak dapat diuraikan lebih lanjut secara biologis atau diekstrak secara kimia biasanya menyumbang sebagian besar limbah makanan olahan. Residu ini dapat diubah menjadi biochar padat, bio-oil cair, dan produk gas melalui konversi hidrotermal atau pirolisis.
Biochar rekayasa, berasal dari limbah makanan yang berguna untuk aplikasi lingkungan dan energi. Metode fisik, kimia, dan terpadu digunakan untuk mengaktifkan (yaitu, mengembangkan pori-pori baru dan mengendalikan distribusi ukuran pori) dan/atau memodifikasi (yaitu, doping gugus fungsi permukaan) biochar menjadi biochar yang direkayasa dengan aplikasi luas, seperti bahan bakar padat, adsorben ( misalnya, untuk menangkap CO2), dan katalis lanjutan (misalnya, untuk penyimpanan dan konversi energi elektrokimia). Daur ulang limbah makanan yang berkelanjutan menjadikan biochar yang direkayasa dengan aplikasi kinerja tinggi dan pada akhirnya mempromosikan penerapan skala besar mereka, secara signifikan memberikan manfaat dan pedoman bagi para peneliti dari akademi dan industri yang bekerja di bidang valorisasi limbah padat yang berkelanjutan seperti, mitigasi perubahan iklim, bahan bakar terbarukan, konversi dan penyimpanan energi, dan ekonomi karbon sirkular. Dalam konteks netralitas karbon, pengelolaan limbah makanan yang berkelanjutan akan berkontribusi pada mitigasi perubahan iklim, penggunaan bahan bakar alternatif terbarukan dan dengan demikian berkontribusi untuk mencapai Tujuan Pembangunan Berkelanjutan PBB.
English