Hoe een afvalstroom van zeevruchten wordt omgezet in een multifunctioneel biopolymeer

Over het algemeen doet ons moderne voedselsysteem het goed om verspilling van hulpbronnen te voorkomen door manieren te vinden om de verschillende bijproducten te gebruiken die het onderweg genereert. Vaak kunnen die stromen zelfs nog verder worden 'geupcycled' van gebruik met een lage waarde naar toepassingen met een hogere waarde. Er is een recent voorbeeld van een grote afvalstroom die nu wordt aangeboord als basis voor een breed scala aan nuttige producten. Het product is een biopolymeer genaamd chitosan die kan worden gemaakt van de schelpen van schaaldieren - bijvoorbeeld krabben, kreeften en garnalen. Wanneer die dieren worden verwerkt om producten op consumentenniveau te maken, werden de schelpen meestal behandeld als afval dat in de oceaan werd gedumpt, verbrand of naar stortplaatsen werd gestuurd. Twee personen die betrokken waren bij de visindustrie (Craig Kasberg en Zach Wilkinson) onderzochten onafhankelijk van elkaar het potentieel om de schelpen beter te gebruiken, omdat ze zich zorgen maakten over dat en andere afvalkwesties. Een wederzijdse vriend stelde hen aan hen voor omdat hij ze allebei over chitosan had horen praten. Uiteindelijk begonnen ze een bedrijf genaamd Getijdenvisie die vervolgens een nieuwe en schaalbare methode uitwerkte om chitosan uit de schelpen te extraheren.

Achtergrondbiologie: De harde buitenschillen van schaaldieren zijn gemaakt van chitine, het op één na meest voorkomende polymeer op aarde, na cellulose uit planten. Chitine ondergaat vervolgens een deacetyleringsproces om chitosan te worden, waar het dan een aantal unieke en interessante eigenschappen heeft vanwege zijn "kationische" (positieve) lading. Dit geeft het het vermogen om een ​​ionische binding te vormen met elke chemische stof die een "anionische" (negatieve) lading heeft. Deze natuurlijke chemische stof is al lang bekend en gebruikt, maar was altijd relatief duur. De gepatenteerde chitine- en chitosan-extractiemethode van Tidal Vision maakt gebruik van recyclebare "groene chemie"-oplosmiddelen en genereert naast chitosan een bruikbaar bijproduct van kunstmest. Deze goedkopere chitosan is een game changer geweest omdat er plotseling zoveel meer praktische toepassingen zijn, met tot nu toe minstens 400 potentiële toepassingen. Een van de redenen voor dit brede scala aan toepassingen is dat chitosan in verschillende vormen kan voorkomen. Het is mogelijk om verschillende ketenlengtes van het polymeer en verschillende graden van "deacetylering" te genereren.

Tidal Vision is snel gegroeid, maar het moet prioriteit geven aan zijn middelen. De huidige focus ligt op drie belangrijke gebruikscategorieën voor chitosan, die worden gebrandmerkt als Tidal Clear, Tidal Grow en Tidal Tex.

Getijde duidelijk is het merk voor de waterbehandelingsindustrie en dat is tegenwoordig het meest actieve onderdeel van de activiteiten van het bedrijf. Chitosan is zeer effectief als een "vlokmiddel" omdat het door zijn kationische bindingsvermogen verschillende deeltjes kan samentrekken, zodat ze ofwel bezinken of gemakkelijker te verwijderen zijn door te filteren. Chitosan is een nieuw alternatief vlokmiddel voor het zuiveren van water dat in een waterzuiveringsinstallatie komt en ook voor het uitfilteren van de biologische vaste stoffen uit water, zodat het kan worden gerecycled na rioolwaterzuivering. Het kan ook worden gebruikt als een zwembadzuiveraar. In dierverwerkende bedrijven kan chitosan worden gebruikt om vetten of andere potentiële voedingsstoffen uit het waswater te halen. Bij het verpakken van groenten en fruit helpt het bij het recyclen van het waswater. In deze gevallen vervangt de chitosan vaak aluminiumsulfaat of vermindert het de hoeveelheid die nodig is aanzienlijk.

Getijdegroei is een categorie voor agrarisch gebruik. Chitine wordt aangetroffen in de celwanden van schimmels en vormt het "exoskelet" van insecten. Planten hebben verschillende manieren om schimmel- en insectenplagen te detecteren om hun natuurlijke afweersystemen op te voeren, en chitosan kan die reactie uitlokken als onderdeel van een algemeen biostimulerend effect. Tidal Vision staat op het punt om hiervoor een zaadbehandelingsproduct op basis van chitosan op de markt te brengen. Chitosan kan ook zorgen voor "biocontrole", wat betekent dat het zich kan binden aan microben en kan voorkomen dat ze zich voortplanten. Chitosan kan ook worden gebruikt om gewasbeschermingsmiddelen effectiever af te leveren, zoals koperhydroxide, dat een van de weinige beschikbare opties is voor bacteriële ziekten in gewassen zoals citrus en walnoten, maar dat normaal gesproken te gemakkelijk planten wegspoelt. Het bedrijf onderzoekt andere manieren waarop chitosan kan worden gebruikt om de prestaties van andere vertrouwde gewasbeschermings- en meststoffen te verbeteren.

Getijden Tex is het merk van het bedrijf voor textielgebruik, waar het een optie biedt met een lage toxiciteit ter vervanging van op metaal gebaseerde en synthetische chemicaliën die worden gebruikt als brandvertragers, antimicrobiële middelen of anti-geurmiddelen. Miljoenen ponden van deze producten worden gebruikt voor alles, van kleding tot meubels tot matrassen tot autodeurbekleding. Chitosan is ook nuttig als "kleurstofbijtmiddel" voor het maken van gekleurde stof. In juni 2021 kondigde Tidal Vision een samenwerking aan met Leigh Fibers en de opening van een nieuwe productiefaciliteit in South Carolina om chitosan-formuleringen te maken die plug-on-opties zijn, specifiek voor de textielindustrie. Leigh vezels is een leider in de industrie met betrekking tot de productie van technische vezeloplossingen, evenals de verwerking van textielafval voor wenselijke doeleinden.

Wat toekomstige toepassingen betreft, werkt Tidal Vision samen met potentiële klanten om monsters van vormen van chitosan-oplossingen te identificeren en te leveren die waarschijnlijk aan hun behoeften voldoen. Wanneer nieuwe pasvormen worden geïdentificeerd, sluiten ze niet-exclusieve leveringsovereenkomsten voor de toekomst.

Dus wat ooit slechts een problematische afvalstroom was, is nu een bron van natuurlijke ingrediënten met tal van waardevolle toepassingen.