Πώς μια ροή απορριμμάτων θαλασσινών μετατρέπεται σε βιοπολυμερές πολλαπλών χρήσεων

Συνολικά, το σύγχρονο σύστημα τροφίμων μας κάνει καλή δουλειά για την πρόληψη της σπατάλης πόρων βρίσκοντας τρόπους για να αξιοποιήσει τα διάφορα υποπροϊόντα που παράγει στην πορεία. Συχνά αυτές οι ροές μπορούν να «ανακυκλωθούν» ακόμη περισσότερο από χρήσεις χαμηλής αξίας σε εφαρμογές υψηλότερης αξίας. Υπάρχει ένα πρόσφατο παράδειγμα της μεγάλης ροής αποβλήτων που χρησιμοποιείται τώρα ως βάση για ένα ευρύ φάσμα χρήσιμων προϊόντων. Το προϊόν είναι ένα βιοπολυμερές που ονομάζεται χιτοζάνη που μπορεί να παρασκευαστεί από τα κελύφη των καρκινοειδών - π.χ. καβούρια, αστακούς και γαρίδες. Όταν αυτά τα ζώα υποβάλλονται σε επεξεργασία για την παραγωγή προϊόντων σε επίπεδο καταναλωτή, τα κοχύλια αντιμετωπίζονταν συνήθως ως απόβλητα που είτε πετάχτηκαν στον ωκεανό, αποτεφρώθηκαν ή στάλθηκαν σε χώρους υγειονομικής ταφής. Δύο άτομα που συμμετείχαν στη βιομηχανία θαλασσινών (Craig Kasberg και Zach Wilkinson) έψαχναν ανεξάρτητα το ενδεχόμενο να βρουν μια καλύτερη χρήση για τα κοχύλια επειδή ενοχλούνταν για αυτό και άλλα ζητήματα απορριμμάτων. Ένας κοινός φίλος τους σύστησε γιατί τους είχε ακούσει να μιλούν για χιτοζάνη. Κατέληξαν να ιδρύσουν μια εταιρεία που ονομάζεται Παλιρροιακό Όραμα η οποία στη συνέχεια επεξεργάστηκε μια νέα και επεκτάσιμη μέθοδο για την εξαγωγή χιτοζάνης από τα κελύφη.

Βιολογία υποβάθρου: Τα σκληρά εξωτερικά κελύφη των καρκινοειδών αποτελούνται από κάτι που ονομάζεται χιτίνη, το δεύτερο πιο άφθονο πολυμερές στον πλανήτη, μετά την κυτταρίνη από τα φυτά. Στη συνέχεια, η χιτίνη υφίσταται μια διαδικασία αποακετυλίωσης για να γίνει χιτοζάνη, όπου στη συνέχεια έχει μερικές μοναδικές και ενδιαφέρουσες ιδιότητες λόγω του «κατιονικού» (θετικού) φορτίου της. Αυτό του δίνει την ικανότητα να σχηματίζει ιοντικό δεσμό με οποιαδήποτε χημική ουσία που έχει «ανιονικό» (αρνητικό) φορτίο. Αυτή η φυσική χημική ουσία ήταν γνωστή και χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό, αλλά ήταν πάντα σχετικά ακριβό. Η ιδιόκτητη μέθοδος εκχύλισης χιτίνης και χιτοζάνης Tidal Vision χρησιμοποιεί ανακυκλώσιμους διαλύτες «πράσινης χημείας» και παράγει ένα χρησιμοποιήσιμο υποπροϊόν λιπάσματος εκτός από τη χιτοζάνη. Αυτή η χαμηλού κόστους χιτοζάνη άλλαξε το παιχνίδι γιατί ξαφνικά υπάρχουν τόσες περισσότερες πρακτικές χρήσεις, με τουλάχιστον 400 πιθανές εφαρμογές να έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής. Ένας από τους λόγους για αυτό το εύρος χρήσεων είναι ότι η χιτοζάνη μπορεί να υπάρχει σε διάφορες μορφές. Είναι δυνατό να δημιουργηθούν διαφορετικά μήκη αλυσίδας του πολυμερούς και διαφορετικοί βαθμοί «αποακετυλίωσης».

Το Tidal Vision αναπτύσσεται ραγδαία, αλλά πρέπει να δώσει προτεραιότητα στους πόρους του. Η τρέχουσα εστίαση εστιάζεται σε τρεις κύριες κατηγορίες χρήσης της χιτοζάνης, οι οποίες ονομάζονται Tidal Clear, Tidal Grow και Tidal Tex.

Παλιρροιακό καθαρό είναι η επωνυμία για τη βιομηχανία επεξεργασίας νερού, και αυτό είναι το πιο ενεργό μέρος της επιχείρησης σήμερα. Η χιτοζάνη είναι πολύ αποτελεσματική ως «κροκιδωτή» επειδή η κατιονική της ικανότητα δέσμευσης της επιτρέπει να συγκεντρώνει διάφορα σωματίδια έτσι ώστε είτε να καθιζάνουν είτε να αφαιρούνται ευκολότερα με φιλτράρισμα. Η χιτοζάνη είναι ένα νέο εναλλακτικό κροκιδωτικό για τη διαύγαση του νερού που εισέρχεται σε μια εγκατάσταση επεξεργασίας νερού και επίσης για το φιλτράρισμα των βιοστερεών από το νερό, έτσι ώστε να μπορεί να ανακυκλωθεί μετά την επεξεργασία των λυμάτων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καθαριστικό πισίνας. Στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας ζώων, η χιτοζάνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση λιπών ή άλλων πιθανών θρεπτικών συστατικών από το νερό πλύσης. Στις εργασίες συσκευασίας φρούτων και λαχανικών βοηθά στην ανακύκλωση του νερού πλύσης. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η χιτοζάνη συχνά αντικαθιστά το θειικό αλουμίνιο ή μειώνει σημαντικά την ποσότητα αυτού που χρειάζεται.

Παλιρροιακή ανάπτυξη είναι κατηγορία αγροτικών χρήσεων. Η χιτίνη βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώματα των μυκήτων και αποτελεί τον «εξωσκελετό» των εντόμων. Τα φυτά έχουν διάφορους τρόπους για να ανιχνεύσουν παράσιτα μυκήτων και εντόμων προκειμένου να ενισχύσουν τα φυσικά αμυντικά τους συστήματα και η χιτοζάνη είναι σε θέση να προκαλέσει αυτή την αντίδραση ως μέρος μιας συνολικής βιοδιεγερτικής δράσης. Η Tidal Vision πρόκειται να κυκλοφορήσει ένα προϊόν επεξεργασίας σπόρων με βάση τη χιτοζάνη για αυτόν τον σκοπό. Η χιτοζάνη μπορεί επίσης να παρέχει «βιοέλεγχο», που σημαίνει ότι μπορεί να συνδεθεί με τα μικρόβια και να τα εμποδίσει να αναπαραχθούν. Η χιτοζάνη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αποτελεσματικότερη παροχή προϊόντων φυτοπροστασίας, όπως το υδροξείδιο του χαλκού, το οποίο είναι από τις λίγες διαθέσιμες επιλογές για βακτηριακές ασθένειες σε καλλιέργειες όπως τα εσπεριδοειδή και τα καρύδια, αλλά που συνήθως ξεπλένει τα φυτά πολύ εύκολα. Η εταιρεία διερευνά άλλους τρόπους με τους οποίους η χιτοζάνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της απόδοσης άλλων αξιόπιστων προϊόντων φυτοπροστασίας και λιπασμάτων.

Tidal Tex είναι η επωνυμία της εταιρείας για χρήση κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, όπου προσφέρει μια επιλογή χαμηλής τοξικότητας για την αντικατάσταση χημικών ουσιών με βάση το μέταλλο και τα συνθετικά που χρησιμοποιούνται ως επιβραδυντικά πυρκαγιάς, αντιμικροβιακά ή κατά των οσμών. Εκατομμύρια λίβρες από αυτά τα προϊόντα χρησιμοποιούνται σε οτιδήποτε, από ρούχα μέχρι έπιπλα, στρώματα και επενδύσεις θυρών αυτοκινήτου. Η χιτοζάνη είναι επίσης χρήσιμη ως «χρωστική ουσία» για την κατασκευή έγχρωμων υφασμάτων. Τον Ιούνιο του 2021 η Tidal Vision ανακοίνωσε μια συνεργασία με την Leigh Fibers και το άνοιγμα μιας νέας μονάδας παραγωγής στη Νότια Καρολίνα για την παραγωγή σκευασμάτων χιτοζάνης που είναι επιλογές plug-on ειδικά για την κλωστοϋφαντουργία. Leigh Fibers κατέχει ηγετική θέση στον κλάδο όσον αφορά την κατασκευή λύσεων μηχανικής ίνας, καθώς και την επεξεργασία κλωστοϋφαντουργικών απορριμμάτων για επιθυμητούς σκοπούς.

Όσον αφορά τις μελλοντικές εφαρμογές, η Tidal Vision συνεργάζεται με πιθανούς πελάτες για τον εντοπισμό και την παροχή δειγμάτων μορφών λύσεων χιτοζάνης που είναι πιθανό να ταιριάζουν στις ανάγκες τους. Όταν εντοπίζονται νέες προσαρμογές, συνάπτουν μη αποκλειστικές συμφωνίες προμήθειας.

Έτσι, αυτό που κάποτε ήταν απλώς μια προβληματική ροή αποβλήτων είναι τώρα μια πηγή συστατικών με βάση τη φύση με πολλές πολύτιμες χρήσεις.