Kā jūras velšu atkritumu straume tiek pārveidota par daudzfunkcionālu biopolimēru

Kopumā mūsu modernā pārtikas sistēma veic labu darbu, lai novērstu resursu izšķērdēšanu, atrodot veidus, kā izmantot dažādus blakusproduktus, ko tā rada ceļā. Bieži vien šīs straumes var vēl vairāk “pārstrādāt” no zemas vērtības lietojumiem uz augstākas vērtības lietojumiem. Ir nesens piemērs tam, kas bija liela atkritumu plūsma, kas tagad tiek izmantota kā pamats plašam noderīgu produktu klāstam. Produkts ir biopolimērs, ko sauc hitozāns ko var izgatavot no vēžveidīgo čaumalām, piemēram, krabjiem, omāriem un garnelēm. Kad šie dzīvnieki tiek apstrādāti, lai iegūtu patēriņa līmeņa produktus, čaumalas parasti tika uzskatītas par atkritumiem, kas tika izmesti okeānā, sadedzināti vai nosūtīti uz poligoniem. Divas personas, kas bija saistītas ar jūras velšu nozari (Kreigs Kasbergs un Zaks Vilkinsons), neatkarīgi pētīja iespējas atrast labāku čaulu pielietojumu, jo viņus uztrauca tas un citi atkritumu jautājumi. Kopējais draugs viņus iepazīstināja, jo bija dzirdējis abus runājam par hitozānu. Viņi galu galā izveidoja uzņēmumu ar nosaukumu Plūdmaiņas vīzija kas vēlāk izstrādāja jaunu un mērogojamu metodi hitozāna ekstrakcijai no čaumalām.

Pamata bioloģija: vēžveidīgo cietie ārējie apvalki ir izgatavoti no hitīna, kas ir otrs visbiežāk sastopamais polimērs uz planētas pēc augu celulozes. Pēc tam hitīns tiek pakļauts deacetilēšanas procesam, lai kļūtu par hitozānu, kur tam piemīt dažas unikālas un interesantas īpašības tā “katjonu” (pozitīvā) lādiņa dēļ. Tas dod tai spēju veidot jonu saiti ar jebkuru ķīmisku vielu, kurai ir “anjonu” (negatīvs) lādiņš. Šī dabiskā ķīmiskā viela ir zināma un izmantota jau ilgu laiku, taču tā vienmēr bija salīdzinoši dārga. Tidal Vision patentētā hitīna un hitozāna ekstrakcijas metode izmanto pārstrādājamus “zaļās ķīmijas” šķīdinātājus un papildus hitozānam rada izmantojamu mēslojuma blakusproduktu. Šis lētākais hitozāns ir mainījis spēli, jo pēkšņi ir tik daudz praktiskāku lietojumu, un līdz šim ir identificēti vismaz 400 potenciālie lietojumi. Viens no šāda plaša lietojuma iemesliem ir tas, ka hitozāns var pastāvēt dažādās formās. Ir iespējams ģenerēt dažādus polimēra ķēdes garumus un dažādas “deacetilācijas” pakāpes.

Tidal Vision ir strauji aug, taču tai ir jānosaka prioritātes saviem resursiem. Pašlaik galvenā uzmanība tiek pievērsta trim galvenajām hitozāna lietošanas kategorijām, kas apzīmētas kā Tidal Clear, Tidal Grow un Tidal Tex.

Paisums Skaidrs ir ūdens attīrīšanas nozares zīmols, un tā šobrīd ir uzņēmuma aktīvākā biznesa daļa. Hitozāns ir ļoti efektīvs kā “flokulants”, jo tā katjonu saistīšanās spēja ļauj tam savākt dažādas daļiņas, lai tās vai nu nosēstos, vai būtu vieglāk noņemamas, filtrējot. Hitozāns ir jauns alternatīvs flokulants ūdens attīrīšanai, kas nonāk ūdens attīrīšanas iekārtā, kā arī bioloģisko cieto vielu filtrēšanai no ūdens, lai pēc notekūdeņu attīrīšanas to varētu pārstrādāt. To var izmantot arī kā baseina dzidrinātāju. Dzīvnieku apstrādes iekārtās hitozānu var izmantot, lai atgūtu taukus vai citas potenciālās barības vielas no mazgāšanas ūdens. Augļu un dārzeņu iepakošanas operācijās tas palīdz atkārtoti izmantot mazgāšanas ūdeni. Šādos gadījumos hitozāns bieži aizstāj alumīnija sulfātu vai ievērojami samazina nepieciešamo daudzumu.

Plūdmaiņu augšana ir kategorija, kas paredzēta izmantošanai lauksaimniecībā. Hitīns atrodas sēnīšu šūnu sieniņās un veido kukaiņu “eksoskeletu”. Augiem ir dažādi veidi, kā noteikt sēnīšu un kukaiņu kaitēkļus, lai pastiprinātu to dabiskās aizsardzības sistēmas, un hitozāns spēj izraisīt šo reakciju kā daļu no vispārējās biostimulējošās iedarbības. Šim nolūkam Tidal Vision gatavojas laist klajā uz hitozānu balstītu sēklu apstrādes produktu. Hitozāns var arī nodrošināt “biokontroli”, kas nozīmē, ka tas var saistīties ar mikrobiem un kavēt to vairošanos. Hitozānu var izmantot arī, lai efektīvāk piegādātu augu aizsardzības līdzekļus, piemēram, vara hidroksīdu, kas ir viena no nedaudzajām iespējām baktēriju slimību ārstēšanai tādās kultūrās kā citrusaugļi un valrieksti, bet kas parasti pārāk viegli nomazgā augus. Uzņēmums pēta citus veidus, kā hitozānu var izmantot, lai uzlabotu citu uzticamu augu aizsardzības un mēslošanas līdzekļu veiktspēju.

Tidal Tex ir uzņēmuma zīmols tekstilizstrādājumiem, kur tas piedāvā zemas toksicitātes iespēju, lai aizstātu uz metālu balstītas un sintētiskas ķimikālijas, ko izmanto kā antipirēnus, pretmikrobu līdzekļus vai pretsmaržus. Miljoniem mārciņu šo produktu izmanto visam, sākot no apģērba līdz mēbelēm, matračiem un automašīnu durvju apšuvumiem. Hitozāns ir noderīgs arī kā “krāsu kodinātājs” krāsainu audumu izgatavošanai. 2021. gada jūnijā Tidal Vision paziņoja par sadarbību ar uzņēmumu Leigh Fibers un jaunas ražotnes atvēršanu Dienvidkarolīnā, lai ražotu hitozāna preparātus, kas ir īpaši paredzēti tekstilrūpniecībai. Leja Šķiedras ir līderis nozarē inženieršķiedru risinājumu ražošanā, kā arī tekstila atkritumu pārstrādē vēlamiem mērķiem.

Attiecībā uz turpmākajiem lietojumiem Tidal Vision sadarbojas ar potenciālajiem klientiem, lai identificētu un piegādātu hitozāna risinājumu formu paraugus, kas varētu atbilst viņu vajadzībām. Kad tiek konstatētas jaunas atbilstības, tās noslēdz neekskluzīvus piegādes līgumus.

Tātad tas, kas kādreiz bija tikai problemātiska atkritumu plūsma, tagad ir dabīgu sastāvdaļu avots ar daudziem vērtīgiem lietojumiem.