Jak strumień odpadów z owoców morza jest przekształcany w wielozadaniowy biopolimer

Ogólnie rzecz biorąc, nasz nowoczesny system żywnościowy dobrze radzi sobie z zapobieganiem marnowaniu zasobów, znajdując sposoby na wykorzystanie różnych produktów ubocznych, które generuje po drodze. Często te strumienie można jeszcze bardziej „przerobić” z zastosowań o niskiej wartości do zastosowań o wyższej wartości. Jest niedawny przykład tego, co było głównym strumieniem odpadów, który jest obecnie wykorzystywany jako podstawa szerokiej gamy użytecznych produktów. Produktem jest biopolimer o nazwie chitozan które można zrobić z muszli skorupiaków – np. krabów, homarów i krewetek. Kiedy te zwierzęta są przetwarzane w celu wytworzenia produktów na poziomie konsumenckim, muszle były zwykle traktowane jako odpady, które były wyrzucane do oceanu, spalane lub wysyłane na wysypiska śmieci. Dwie osoby, które były zaangażowane w przemysł owoców morza (Craig Kasberg i Zach Wilkinson) niezależnie szukały możliwości lepszego wykorzystania muszli, ponieważ martwili się tym i innymi problemami z odpadami. Wspólny przyjaciel przedstawił ich, ponieważ słyszał, jak oboje rozmawiali o chitozanie. Skończyło się na założeniu firmy o nazwie Wizja pływów który następnie opracował nowatorską i skalowalną metodę ekstrakcji chitozanu z muszli.

Biologia w tle: Twarde zewnętrzne skorupy skorupiaków są wykonane z czegoś, co nazywa się chityną, drugim najpowszechniej występującym polimerem na planecie, po celulozie z roślin. Chityna następnie przechodzi proces deacetylacji, aby stać się chitozanem, gdzie ma pewne unikalne i interesujące właściwości ze względu na swój „kationowy” (dodatni) ładunek. Daje mu to zdolność do tworzenia wiązania jonowego z dowolną substancją chemiczną, która ma ładunek „anionowy” (ujemny). Ta naturalna substancja chemiczna była znana i stosowana od dawna, ale zawsze była stosunkowo droga. Zastrzeżona przez Tidal Vision metoda ekstrakcji chityny i chitozanu wykorzystuje nadające się do recyklingu rozpuszczalniki „zielonej chemii” i oprócz chitozanu generuje użyteczny produkt uboczny nawozu. Ten tańszy chitozan zmienił zasady gry, ponieważ nagle pojawiło się o wiele więcej praktycznych zastosowań, przy czym do tej pory zidentyfikowano co najmniej 400 potencjalnych zastosowań. Jednym z powodów takiego szerokiego zakresu zastosowań jest to, że chitozan może występować w różnych formach. Możliwe jest generowanie różnych długości łańcucha polimeru i różnych stopni „deacetylacji”.

Tidal Vision szybko się rozwija, ale musi traktować priorytetowo swoje zasoby. Obecnie koncentrujemy się na trzech głównych kategoriach zastosowań chitozanu, które są oznaczone markami Tidal Clear, Tidal Grow i Tidal Tex.

pływowy czysty to marka dla branży uzdatniania wody i jest to obecnie najbardziej aktywna część działalności firmy. Chitozan jest bardzo skuteczny jako „flokulant”, ponieważ jego kationowa zdolność wiązania pozwala na łączenie ze sobą różnych cząstek, dzięki czemu albo osadzają się, albo są łatwiejsze do usunięcia przez filtrowanie. Chitosan to nowy alternatywny flokulant do klarowania wody wchodzącej do zakładu uzdatniania wody, a także do odfiltrowywania osadów ściekowych z wody, aby można je było poddać recyklingowi po oczyszczeniu ścieków. Może być również używany jako klarownik basenowy. W zakładach przetwórstwa zwierząt chitozan może być stosowany do odzyskiwania tłuszczów lub innych potencjalnych składników odżywczych z wody do płukania. W operacjach pakowania owoców i warzyw pomaga w recyklingu wody do mycia. W takich przypadkach chitozan często zastępuje siarczan glinu lub znacznie zmniejsza ilość tego, co jest potrzebne.

Wzrost pływów to kategoria do zastosowań rolniczych. Chityna znajduje się w ścianach komórkowych grzybów i stanowi „egzoszkielet” owadów. Rośliny mają różne sposoby wykrywania szkodników grzybowych i owadzich w celu wzmocnienia ich naturalnych systemów obronnych, a chitozan jest w stanie wywołać tę reakcję jako część ogólnego efektu biostymulacyjnego. Tidal Vision ma zamiar wprowadzić do tego celu produkt do zaprawiania nasion na bazie chitozanu. Chitozan może również zapewniać „biokontrolę”, co oznacza, że ​​może wiązać się z drobnoustrojami i hamować ich reprodukcję. Chitozan można również stosować do skuteczniejszego dostarczania środków ochrony roślin, takich jak wodorotlenek miedzi, który jest jedną z niewielu dostępnych opcji w przypadku chorób bakteryjnych w uprawach takich jak cytrusy i orzechy włoskie, ale który zwykle zbyt łatwo zmywa rośliny. Firma bada inne sposoby wykorzystania chitozanu do poprawy działania innych zaufanych produktów ochrony roślin i nawozów.

Tidal-Tex jest marką firmy do użytku tekstylnego, gdzie oferuje opcję o niskiej toksyczności, która zastępuje chemikalia na bazie metali i syntetyczne stosowane jako środki zmniejszające palność, środki przeciwdrobnoustrojowe lub przeciwzapachowe. Miliony funtów tych produktów są wykorzystywane na wszystko, od odzieży, przez meble, materace, po okładziny drzwi samochodowych. Chitozan jest również przydatny jako „zaprawa barwiąca” do produkcji kolorowych tkanin. W czerwcu 2021 r. Tidal Vision ogłosiło partnerstwo z Leigh Fibres i otwarcie nowego zakładu produkcyjnego w Karolinie Południowej w celu wytwarzania preparatów chitozanowych, które są opcjami podłączania specjalnie dla przemysłu tekstylnego. Włókna Leigh jest liderem w branży w zakresie wytwarzania rozwiązań z włókien inżynieryjnych, a także przetwarzania odpadów tekstylnych do pożądanych celów.

Jeśli chodzi o przyszłe zastosowania, Tidal Vision współpracuje z potencjalnymi klientami w celu identyfikacji i dostarczania próbek form chitozanu, które mogą odpowiadać ich potrzebom. Gdy zostaną zidentyfikowane nowe dopasowania, zawierają niewyłączne umowy na dostawę w przyszłości.

Więc to, co kiedyś było tylko problematycznym strumieniem odpadów, jest teraz źródłem naturalnych składników o wielu wartościowych zastosowaniach.