Kuinka kala- ja äyriäisjätevirta muutetaan monikäyttöiseksi biopolymeeriksi

Kaiken kaikkiaan nykyaikainen elintarvikejärjestelmämme tekee hyvää työtä resurssien tuhlauksen estämisessä etsimällä tapoja hyödyntää matkan varrella syntyviä sivutuotteita. Usein nämä virrat voidaan "uudelleen kierrättää" vähäarvoisesta käytöstä arvokkaampiin sovelluksiin. Äskettäin on esimerkki siitä, mikä oli merkittävä jätevirta, jota hyödynnetään nyt useiden hyödyllisten tuotteiden perustana. Tuote on biopolymeeri ns kitosaani joita voidaan valmistaa äyriäisten kuorista – esim. rapuista, hummereista ja katkarapuista. Kun näitä eläimiä käsitellään kuluttajatason tuotteiksi, kuoret käsiteltiin tyypillisesti jätteenä, joka joko upotettiin mereen, poltettiin tai lähetettiin kaatopaikoille. Kaksi kala- ja äyriäisteollisuuteen osallistunutta henkilöä (Craig Kasberg ja Zach Wilkinson) tutkivat itsenäisesti mahdollisuuksia löytää parempia käyttötarkoituksia kuorille, koska he olivat huolissaan siitä ja muista jäteongelmista. Yhteinen ystävä esitteli heidät, koska hän oli kuullut heidän puhuvan kitosaanista. He perustivat yrityksen nimeltä Vuorovesi -visio joka myöhemmin kehitti uuden ja skaalautuvan menetelmän kitosaanin uuttamiseksi kuorista.

Taustabiologia: Äyriäisten kovat ulkokuoret on valmistettu kitiinistä, joka on planeetan toiseksi yleisin polymeeri kasveista peräisin olevan selluloosan jälkeen. Kitiini käy sitten läpi deasetylaatioprosessin, josta tulee kitosaani, jossa sillä on sitten joitain ainutlaatuisia ja mielenkiintoisia ominaisuuksia sen "kationisen" (positiivisen) varauksen vuoksi. Tämä antaa sille kyvyn muodostaa ionisidos minkä tahansa kemikaalin kanssa, jolla on "anioninen" (negatiivinen) varaus. Tämä luonnollinen kemikaali on ollut tunnettu ja käytetty pitkään, mutta se oli aina suhteellisen kallis. Tidal Visionin patentoitu kitiinin ja kitosaanin uuttomenetelmä käyttää kierrätettäviä "vihreän kemian" liuottimia ja tuottaa kitosaanin lisäksi käyttökelpoisen lannoitteen sivutuotteen. Tämä edullisempi kitosaani on ollut pelin muuttaja, koska yhtäkkiä on niin paljon enemmän käytännöllisiä käyttökohteita, ja tähän mennessä on tunnistettu ainakin 400 mahdollista sovellusta. Yksi syy tähän laajaan käyttötarkoitukseen on, että kitosaania voi esiintyä eri muodoissa. On mahdollista tuottaa erilaisia ​​polymeerin ketjun pituuksia ja eri asteita "de-asetylaatiossa".

Tidal Vision on kasvanut nopeasti, mutta sen on priorisoitava resurssinsa. Tällä hetkellä painopiste on kitosaanin kolmessa suuressa käyttökategoriassa, jotka tunnetaan nimellä Tidal Clear, Tidal Grow ja Tidal Tex.

Tidal Clear on vedenkäsittelyteollisuuden tuotemerkki, ja se on tämän hetken aktiivisin osa yhtiön liiketoimintaa. Kitosaani on erittäin tehokas "flokkulointiaineena", koska sen kationinen sitomiskyky mahdollistaa sen, että se vetää yhteen erilaisia ​​hiukkasia niin, että ne joko laskeutuvat tai on helpompi poistaa suodattamalla. Kitosaani on uusi vaihtoehtoinen flokkulointiaine vedenkäsittelylaitokseen tulevan veden selkeyttämiseen ja myös biokiintoaineiden suodattamiseen vedestä, jotta se voidaan kierrättää jäteveden käsittelyn jälkeen. Sitä voidaan käyttää myös altaan selkeyttäjänä. Eläinten käsittelylaitoksissa kitosaania voidaan käyttää rasvojen tai muiden mahdollisten ravintoaineiden talteenottoon pesuvedestä. Hedelmien ja vihannesten pakkaamisessa se auttaa pesuveden kierrätyksessä. Näissä tapauksissa kitosaani usein korvaa alumiinisulfaatin tai vähentää huomattavasti tarvittavan määrää.

Tidal Grow on maatalouskäyttöön tarkoitettu luokka. Kitiiniä löytyy sienten soluseinistä ja se muodostaa hyönteisten "eksoskeleton". Kasveilla on useita tapoja havaita sieni- ja tuhohyönteiset, jotta ne voivat vahvistaa niiden luonnollista puolustusjärjestelmää, ja kitosaani pystyy saamaan aikaan tämän reaktion osana yleistä biostimuloivaa vaikutusta. Tidal Vision on tuomassa markkinoille kitosaanipohjaisen siementenkäsittelytuotteen tähän tarkoitukseen. Kitosaani voi myös tarjota "biokontrollia", mikä tarkoittaa, että se voi sitoutua mikrobeihin ja estää niiden lisääntymistä. Kitosaania voidaan käyttää myös kasvinsuojeluaineiden tehokkaaseen toimittamiseen, kuten kuparihydroksidia, joka on yksi harvoista käytettävissä olevista vaihtoehdoista viljelykasvien, kuten sitrushedelmien ja saksanpähkinöiden, bakteerisairauksiin, mutta joka yleensä pesee kasveilta liian helposti pois. Yhtiö tutkii muita tapoja, joilla kitosaania voidaan käyttää parantamaan muiden luotettujen kasvinsuojelu- ja lannoitetuotteiden suorituskykyä.

Tidal Tex on yrityksen tuotemerkki tekstiilikäyttöön, jossa se tarjoaa alhaisen myrkyllisyyden vaihtoehdon korvata metallipohjaisia ​​ja synteettisiä kemikaaleja, joita käytetään palonestoaineina, mikrobilääkkeinä tai hajusteenestoaineina. Näitä tuotteita käytetään miljoonia puntia kaikkeen vaatteista huonekaluihin, patjoihin ja autonovien verhouksiin. Kitosaani on hyödyllinen myös "väripeittoaineena" värillisten kankaiden valmistuksessa. Kesäkuussa 2021 Tidal Vision ilmoitti kumppanuudesta Leigh Fibersin kanssa ja uuden tuotantolaitoksen avaamisesta Etelä-Carolinaan, jotta voidaan valmistaa kitosaanivalmisteita, jotka ovat plug-on-vaihtoehtoja erityisesti tekstiiliteollisuudelle. Leigh Fibers on alan johtava kuituratkaisujen valmistuksessa sekä tekstiilijätteen käsittelyssä haluttuun tarkoitukseen.

Tulevien sovellusten osalta Tidal Vision tekee yhteistyötä potentiaalisten asiakkaiden kanssa tunnistaakseen ja toimittaakseen näytteitä kitosaaniratkaisujen muodoista, jotka todennäköisesti sopivat heidän tarpeisiinsa. Kun uusia sovituksia havaitaan, he tekevät ei-yksinomaisia ​​toimitussopimuksia eteenpäin.

Joten se, mikä oli aiemmin vain ongelmallinen jätevirta, on nyt luonnollisten ainesosien lähde, jolla on lukuisia arvokkaita käyttötarkoituksia.