Τα αμπελουργικά απόβλητα μπορεί να αποτελούν το κλειδί για την αντικατάσταση των πλαστικών συσκευασιών.
Η ζήτηση για βιοδιασπώμενες συσκευασίες έχει φτάσει σε κρίσιμο σημείο.
Σήμερα, οι περισσότερες συσκευασίες σχεδιάζονται για μία χρήση και κατασκευάζονται από πλαστικό που προέρχεται από μη ανανεώσιμους πόρους όπως το αργό πετρέλαιο. Αυτά τα υλικά μπορεί να χρειαστούν εκατοντάδες χρόνια για να διασπαστούν μόλις εισέλθουν στο περιβάλλον. Παρά τις εκτεταμένες προσπάθειες ανακύκλωσης, μόνο περίπου το 9% του πλαστικού ανακυκλώνεται στην πραγματικότητα. Ως αποτέλεσμα, έχουν σχηματιστεί τεράστιες συσσωρεύσεις πλαστικών αποβλήτων στον ωκεανό, συμπεριλαμβανομένης της περιοχής που είναι γνωστή ως «Μεγάλη Ζώνη Σκουπιδιών του Ειρηνικού».
Ακόμα πιο ανησυχητική είναι η εξάπλωση των μικροπλαστικών και των νανοπλαστικών σε όλο το περιβάλλον. Μελέτες έχουν δείξει ότι το πλαστικό σταδιακά θρυμματίζεται σε μικροσκοπικά σωματίδια που μπορούν να εισπνευστούν ή να καταποθούν τόσο από ζώα όσο και από ανθρώπους. Αυτά τα σωματίδια έχουν ανιχνευθεί σχεδόν παντού όπου έχουν ψάξει οι επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένου του εσωτερικού του ανθρώπινου σώματος - σύμφωνα με πρόσφατες ερευνητικές μελέτες. Επιπλέον, η ανησυχία επιδεινώνεται από το γεγονός ότι οι ερευνητές εξακολουθούν να γνωρίζουν πολύ λίγα για τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στην υγεία από την έκθεση σε μικροπλαστικά.
Ένας Ερευνητής Επικεντρωμένος στη Μείωση των Πλαστικών Αποβλήτων
Ο Srinivas Janaswamy είναι αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Γαλακτοκομικών και Επιστήμης Τροφίμων του Κρατικού Πανεπιστημίου της Νότιας Ντακότα. Το έργο του επικεντρώνεται στη δημιουργία προϊόντων υψηλότερης αξίας από βιολογικά απόβλητα και γεωργικά υπολείμματα. Κεντρικός στόχος της έρευνάς του είναι η εξεύρεση πρακτικών λύσεων στο αυξανόμενο πρόβλημα των πλαστικών αποβλήτων.
Για να βοηθήσει στην αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, ο Janaswamy εργάζεται για το σχεδιασμό μιας πλαστικής σακούλας που μπορεί να διασπαστεί με ασφάλεια μετά την απόρριψη.
Κυτταρίνη: Το πιο άφθονο δομικό στοιχείο της φύσης
Στην καρδιά της προσέγγισης του Janaswamy βρίσκεται η κυτταρίνη. Αυτό το φυσικό βιοπολυμερές είναι η πιο άφθονη οργανική ένωση στον πλανήτη και βρίσκεται κυρίως στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών. Η δομή της κυτταρίνης, που αποτελείται από μακριές αλυσίδες μορίων γλυκόζης που συγκρατούνται μεταξύ τους με ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου, παρέχει στα φυτά αντοχή και ακαμψία. Άλλα βιοπολυμερή, όπως η μαννάνη, η ξυλόζη, η ημικυτταρίνη και η λιγνίνη, συμβάλλουν επίσης στη δομή των φυτών.
Η κυτταρίνη χρησιμοποιείται από τον άνθρωπο εδώ και αιώνες. Το βαμβάκι, το οποίο αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος των ενδυμάτων στον κόσμο, αποτελείται σε μεγάλο βαθμό από κυτταρίνη. Το ξύλο είναι μια άλλη σημαντική πηγή αυτού του υλικού.
Σε προηγούμενες μελέτες, ο Janaswamy εξήγαγε με επιτυχία κυτταρίνη από ένα ευρύ φάσμα γεωργικών υλικών, όπως φλούδες αβοκάντο, φλούδες σόγιας, μηδική, switchgrass, χρησιμοποιημένο κατακάθι καφέ, φλούδες καλαμποκιού και μπανάνας. Η ανακτημένη κυτταρίνη χρησιμοποιήθηκε στη συνέχεια για τη δημιουργία λεπτών μεμβρανών που μοιάζουν με συμβατικό πλαστικό περιτύλιγμα τόσο στην εμφάνιση όσο και στην υφή.
«Με την εξαγωγή κυτταρίνης από γεωργικά προϊόντα, μπορούν να δημιουργηθούν προϊόντα προστιθέμενης αξίας», δήλωσε η Janaswamy.
Κάθε τύπος μεμβράνης που παράγεται από αυτές τις πηγές έδειξε διαφορετικές ιδιότητες. Κάποιες ήταν πιο καθαρές, ενώ άλλες ήταν πιο σκληρές. Μια νέα συνεργασία, ωστόσο, άνοιξε την πόρτα σε αυτό που μπορεί να είναι το πιο πολλά υποσχόμενο υλικό της Janaswamy μέχρι σήμερα.
Τα καλάμια αμπέλου προσφέρουν μια νέα ευκαιρία
Η Fennell, ειδικός στην έρευνα για την αμπέλια, αναγνώρισε μια νέα ευκαιρία αφού άκουσε την ομιλία της Janaswamy. Γνώριζε ότι τα καλάμια αμπέλου - οι ξυλώδεις μίσχοι που υποστηρίζουν την ανάπτυξη των σταφυλιών - περιέχουν υψηλά επίπεδα κυτταρίνης. Γνώριζε επίσης ότι αυτά τα καλάμια παράγονται σε μεγάλες ποσότητες και έχουν περιορισμένες χρήσεις μετά τη συγκομιδή των σταφυλιών.
«Κάθε χρόνο κλαδεύουμε το μεγαλύτερο μέρος της ετήσιας βιομάζας από το αμπέλι», είπε η Fennell. «Τα κλαδεμένα καλάμια είτε κουρεύονται, κομποστοποιούνται και εφαρμόζονται ξανά στο έδαφος, είτε καίγονται σε ορισμένες περιοχές. Έρευνα στην Αυστραλία έδειξε ότι τα κλαδέματα θα μπορούσαν να αφαιρεθούν από το χωράφι σε εναλλασσόμενα έτη χωρίς να επηρεαστεί η υγεία του εδάφους. Η σκέψη μου ήταν γιατί να μην το χρησιμοποιήσουμε αυτό για μεμβράνες προστιθέμενης αξίας. Αρκετά από τα υλικά που χρησιμοποιούσε προηγουμένως η Janaswamy είχαν υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, αντίθετα, το χειμερινό κλάδεμα αποδίδει ένα υλικό πυκνό σε κυτταρίνη με χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό, καθιστώντας τα ένα άφθονο ιδανικό υλικό για εργασία».
Η πρότασή της οδήγησε σε μια συνεργασία και η Janaswamy σύντομα άρχισε να εξάγει κυτταρίνη, η οποία οπτικά μοιάζει με βαμβάκι, από καλάμια σταφυλιού. Οι μεμβράνες που παράγονται από αυτό το υλικό ξεπέρασαν τις προσδοκίες.
Δυνατές, Διαφανείς Μεμβράνες Που Διασπώνται Γρήγορα
Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο ακαδημαϊκό περιοδικό Sustainable Food Technology ανέφερε ότι οι μεμβράνες που κατασκευάζονται από καλάμια αμπέλου είναι διαφανείς και μηχανικά ανθεκτικές. Όταν τοποθετούνται στο έδαφος, βιοδιασπώνται πλήρως εντός 17 ημερών, χωρίς να αφήνουν επιβλαβή υπολείμματα.
«Η υψηλή διαπερατότητα στις μεμβράνες συσκευασίας ενισχύει την ορατότητα του προϊόντος, καθιστώντας τες πιο ελκυστικές για τους καταναλωτές και διευκολύνοντας τον εύκολο έλεγχο ποιότητας χωρίς την ανάγκη αποσφράγισης», δήλωσε ο Janaswamy. «Αυτές οι μεμβράνες παρουσιάζουν εξαιρετικές δυνατότητες για εφαρμογές συσκευασίας τροφίμων».
Οι δοκιμές έδειξαν ότι οι μεμβράνες με βάση το αμπέλι ήταν ισχυρότερες από τις παραδοσιακές πλαστικές σακούλες όταν μετρήθηκαν με βάση την αντοχή σε εφελκυσμό.
«Η χρήση υποαξιοποιημένων κλαδεμάτων αμπέλου ως πηγής κυτταρίνης για μεμβράνες συσκευασίας ενισχύει τη διαχείριση των αποβλήτων στον αγρό και αντιμετωπίζει το παγκόσμιο ζήτημα της πλαστικής ρύπανσης», δήλωσε ο Janaswamy. «Η ανάπτυξη φιλικών προς το περιβάλλον μεμβρανών από κυτταρίνη αμπέλου αντιπροσωπεύει μια πρακτική προσέγγιση στη βιωσιμότητα, συμβάλλοντας στη διατήρηση του περιβάλλοντος και των πόρων του και συμβάλλοντας στην κυκλική βιοοικονομία».
Αυτή η έρευνα φέρνει τον Janaswamy πιο κοντά στον μακροπρόθεσμο στόχο του να δημιουργήσει μια πλαστική σακούλα που μπορεί να αποσυντίθεται γρήγορα και με ασφάλεια μόλις εισέλθει στο περιβάλλον.
www.worldenergynews.gr
