Cum se transformă un flux de deșeuri de fructe de mare într-un biopolimer cu utilizare multiplă

În general, sistemul nostru alimentar modern face o treabă bună în prevenirea risipei de resurse, găsind modalități de a utiliza diferitele produse secundare pe care le generează pe parcurs. Adesea, aceste fluxuri pot fi și mai „reciclate” de la utilizări cu valoare scăzută la aplicații cu valoare mai mare. Există un exemplu recent a ceea ce a fost un flux major de deșeuri care este acum folosit ca bază pentru o gamă largă de produse utile. Produsul este un biopolimer numit chitosan care poate fi făcut din coji de crustacee – de exemplu, crabi, homari și creveți. Atunci când acele animale sunt procesate pentru a face produse la nivel de consumator, cochiliile au fost de obicei tratate ca deșeuri care au fost fie aruncate în ocean, fie incinerate, fie trimise la gropile de gunoi. Două persoane care au fost implicate în industria fructelor de mare (Craig Kasberg și Zach Wilkinson) au căutat în mod independent potențialul de a găsi o utilizare mai bună a cochiliilor, deoarece erau deranjați de asta și de alte probleme legate de deșeuri. Un prieten comun i-a prezentat pentru că îi auzise pe amândoi vorbind despre chitosan. Au ajuns să înființeze o companie numită Viziunea mareelor care ulterior a elaborat o metodă nouă și scalabilă de extragere a chitosanului din cochilii.

Biologie de bază: învelișurile exterioare dure ale crustaceelor ​​sunt făcute din ceva numit chitină, al doilea cel mai abundent polimer de pe planetă, după celuloza din plante. Chitina trece apoi printr-un proces de deacetilare pentru a deveni chitosan, unde are apoi unele proprietăți unice și interesante datorită încărcăturii sale „cationice” (pozitive). Acest lucru îi conferă capacitatea de a forma o legătură ionică cu orice substanță chimică care are o sarcină „anionică” (negativă). Această substanță chimică naturală este cunoscută și folosită de mult timp, dar a fost întotdeauna relativ scumpă. Metoda de extracție a chitinei și chitosanului, proprietară Tidal Vision, folosește solvenți reciclabili de „chimie verde” și generează un produs secundar de îngrășământ utilizabil în plus față de chitosan. Acest chitosan cu costuri mai mici a schimbat jocul, deoarece dintr-o dată există atât de multe utilizări practice, cel puțin 400 de aplicații potențiale fiind identificate până acum. Unul dintre motivele pentru această amploare de utilizări este că chitosanul poate exista sub diferite forme. Este posibil să se genereze diferite lungimi de lanț ale polimerului și diferite grade de „dezacetilare”.

Tidal Vision a crescut rapid, dar trebuie să-și prioritizeze resursele. Accentul actual este pus pe trei categorii majore de utilizare pentru chitosan, care sunt denumite Tidal Clear, Tidal Grow și Tidal Tex.

Tidal Clear este marca pentru industria de tratare a apei și aceasta este cea mai activă parte a afacerii companiei în prezent. Chitosanul este foarte eficient ca „floculant”, deoarece capacitatea sa de legare cationică îi permite să strângă împreună diferite particule, astfel încât acestea fie să se depună, fie să fie mai ușor de îndepărtat prin filtrare. Chitosanul este un nou floculant alternativ pentru clarificarea apei care intră într-o instalație de tratare a apei și, de asemenea, pentru filtrarea biosolidelor din apă, astfel încât să poată fi reciclate după tratarea apei uzate. Poate fi folosit si ca limpezitor de piscina. În instalațiile de prelucrare a animalelor, chitosanul poate fi folosit pentru a recupera grăsimile sau alți nutrienți potențiali din apa de spălare. În operațiunile de ambalare a fructelor și legumelor ajută la reciclarea apei de spălare. În aceste cazuri, chitosanul înlocuiește adesea sulfatul de aluminiu sau reduce foarte mult cantitatea de ceea ce este necesar.

Creșterea mareelor este o categorie pentru utilizări agricole. Chitina se găsește în pereții celulari ai ciupercilor și formează „exoscheletul” insectelor. Plantele au diferite moduri de a detecta dăunătorii fungici și insecte pentru a-și intensifica sistemele naturale de apărare, iar chitosanul este capabil să provoace acea reacție ca parte a unui efect bio-stimulant general. Tidal Vision este pe cale să lanseze un produs de tratare a semințelor pe bază de chitosan în acest scop. Chitosanul poate oferi, de asemenea, „biocontrol”, ceea ce înseamnă că se poate lega de microbi și îi poate inhiba reproducerea. Chitosanul poate fi, de asemenea, utilizat pentru a furniza mai eficient produse de protecție a culturilor, cum ar fi hidroxidul de cupru, care este printre puținele opțiuni disponibile pentru bolile bacteriene în culturi precum citricele și nucile, dar care în mod normal spală plantele prea ușor. Compania investighează alte modalități prin care chitosanul poate fi utilizat pentru a îmbunătăți performanța altor produse de încredere pentru protecția culturilor și îngrășăminte.

Tidal Tex este marca companiei pentru uz textile, unde oferă o opțiune de toxicitate scăzută pentru a înlocui substanțele chimice pe bază de metal și sintetice utilizate ca ignifuge, antimicrobiene sau anti-odorante. Milioane de lire sterline din aceste produse sunt folosite pe orice, de la îmbrăcăminte la mobilier la saltele până la căptușelile ușilor auto. Chitosanul este, de asemenea, util ca „mordant colorant” pentru fabricarea țesăturilor colorate. În iunie 2021, Tidal Vision a anunțat un parteneriat cu Leigh Fibers și deschiderea unei noi unități de producție în Carolina de Sud pentru a face formulări de chitosan care sunt opțiuni plug-on special pentru industria textilă. Fibre Leigh este lider în industrie în ceea ce privește producția de soluții de fibre proiectate, precum și procesarea deșeurilor textile în scopuri dorite.

În ceea ce privește aplicațiile viitoare, Tidal Vision cooperează cu potențialii clienți pentru a identifica și furniza mostre de forme de soluții de chitosan care să se potrivească nevoilor acestora. Atunci când sunt identificate noi potriviri, ei stabilesc contracte de furnizare neexclusive în continuare.

Așadar, ceea ce odată a fost doar un flux problematic de deșeuri este acum o sursă de ingrediente naturale, cu zeci de utilizări valoroase.