Még akkor is, amikor Kaliforniában élt, Katrina Cornish azon tűnődött, hogy vajon melyik nyitott teherautóról látta, hogy hordoz nagy mennyiségű érett paradicsomot. Azt gondolta, miért nem az alján levő paradicsomot nagy piros pocsolyákba zúzták?
Ennek oka, hogy később megtudja, az, hogy a paradicsom tenyésztése kemény bőrű volt, amely lehetővé tette számukra, hogy felülről ellenálljanak ennek a súlynak.
Ez a kis tudás arra szolgál, hogy jól szolgálja Cornish-t, miután költözött az Ohio Állami Egyetemen, ahol biológiai anyagkutató. A közelmúltban kutatócsoportjával felfedezték, hogy nemcsak azok a kemény paradicsomhéjak, hanem a zúzott tojáshéjak is hatékonyan helyettesíthetik az autógumikban használt kőolaj-alapú töltőanyagot.
"Amit egy töltőanyagban szeretnél, az nagyon kemény és erős" - mondja. - Ezért néztük a paradicsomhéjat.
A gumiabroncsokban és más gumi termékekben a választott töltőanyag régóta koromnak nevezik, ez egy poros széntermék, amely a legtöbb gumiabroncs 30% -át teszi ki. Valójában ez az oka annak, hogy sok gumi termék fekete. A korom segíti a gumiabroncsok gumik tartósságát.
De ez egyre kevésbé hiányzik, mivel a fejlődő országokban gyorsan növekszik az autók iránti kereslet. Ugyanakkor az USA-ban a koromtermelés csökkent az utóbbi években, amikor az EPA lebontotta a növényeket, amelyek túlzott mennyiségű kéndioxidot és nitrogén-oxidot bocsátanak ki.
Ez az amerikai gumigyártókat egyre inkább függővé vált a tengerentúli társaságoktól egy olyan termék esetében, amely mindig érzékeny volt a világ olajárainak ingadozására.
Az élelmiszer-pazarlás lehetőségei
Tehát az élelmiszer-hulladékok felhasználása a szükséges korom mennyiségének csökkentésére csökkentheti a költségeket. Ez környezeti előnyöket is hozhat. "Ennek egyik oka az egész fenntarthatósági kérdés" - mondja Cornish. „A kormot kőolajjal állítják elő. Ha elkezdené ennek a nem fenntartható anyagnak a cseréjét fenntartható anyaggal, akkor segítesz a kőolaj elválasztásában. ”
Egyértelműen nincs élelmiszer-pazarlás Amerikában. Az amerikaiak évente több mint 30 kilót paradicsomot fogyasztanak, a Mezőgazdasági Minisztérium szerint ezek többsége konzerv vagy valamilyen módon feldolgozott, például pizza szósz. Az élelmiszer-ipari vállalatok meghámozzák és dobják el a kemény bőrt. És minden amerikai évente átlagosan megközelítőleg 270 tojást fogyaszt, így az országos összmennyiség körülbelül 86 milliárd darabot tesz ki. E tojások nagyjából 40% -át élelmiszer-ipari vállalatok használják, amelyek tonna repedezett kagylót szállítanak a hulladéklerakókba. Ott sokáig ülnek, mert nem bomlanak nagyon könnyen.
"Úgy gondoltuk, hogy a tojáshéjak töltőanyagként való felhasználása jobb sors lenne, mintha a hulladéklerakóba kerülnénk" - mondja Cornish. "És nagyon kellemesen meglepett, amikor kiderült, hogy nagyon hatékony megerősítő töltőanyag, nem hígító töltőanyag."
A szárított és őrölt paradicsombőröket (felső) és a tojáshéjat (alsó rész) durva, közepes és finom porrá alakítják, mielőtt hozzáadnák a gumihoz. (Kenneth Chamberlain, az Ohio State University jóvoltából) Mint Cornish elmagyarázza, a hígító töltőanyag az a készítmény, amely gyengébb és merevebbé teszi az összetett anyagot, annál inkább adják hozzá egy termékhez. Csökkenti a költségeket, de csökkenti a minőséget is. Ezzel szemben egy megerősítő töltőanyag növeli a termék szilárdságát, bár csökkentheti annak rugalmasságát.
"De ezeknek az új töltőanyagoknak, a tojáshéjaknak és a paradicsomhéjaknak a kormával kombinációban történő alkalmazásával növekedhet az erő, de nem növekszik a keménység vagy nem csökken a rugalmasság" - mondja.
Más szavakkal: az élelmiszer-hulladék töltőanyagok megerősítették a gumit, miközben rugalmasnak tartják.
Fenntartható alternatívák
Az Ohio State csapat eddig sikeresen kipróbálta a tojáshéjat vagy a paradicsomhéjat korommal kombinálva, csökkentve a hagyományos töltőanyag mennyiségét anélkül, hogy helyettesítette volna. A kutatók még nem kombinálták a két élelmiszer-hulladékot töltőanyagban. Megvizsgálják, hogy a kettő kombinációja - a korommal és anélkül - megváltoztathatja az egyedi mechanikai tulajdonságokat, amelyek mindegyike külön-külön hozzájárul a gumi teljesítményéhez. A cél végül az lenne, hogy „recepteket” készítsenek a különféle kombinációk számára, hogy olyan eredményeket érjenek el, amelyek legjobban megfelelnek a gyártó igényeinek.
„Már bebizonyítottuk, hogy különböző tulajdonságok kombinációit kaphat, csak korom segítségével, ha a korom önmagában megteheti. Úgy érezzük, hogy tovább tudjuk vinni azt, ha intelligens tervezési prediktív módon építjük össze a kettőt ”- mondja Cornish.
Katrina Cornish (balra) és Cindy Barrera (jobbra) megvizsgálja az őrölt paradicsombőröket és a tojáshéjat, valamint a gumit. (Kenneth Chamberlain, az Ohio State University jóvoltából) Megjegyzi, hogy a kutatók támogatást kaptak a Fordtól egy olyan projekt kidolgozásához, amely zúzott tojáshéjat gumi alkatrészekben használ fel, és hogy egy másik gumigyártó kifejezte érdeklődését a paradicsomhéj töltőanyaggal való együttműködés iránt.
A kutatók az Egyesült Államok Szabadalmi és Védjegyhivatalától kapott visszajelzést biohulladék-gumi kompozitjaik szabadalmi bejelentéséről, és Cornish szerint hamarosan újra benyújtják. A technológiát a Cornish tulajdonában álló EnergyEne nevű társaság engedélyezte.
A termékek előállításához felhasználható természetes alternatívák megtalálása nem újszerű Cornish számára. Emellett felügyeli a projektet annak meghatározására, hogy a Kazahsztánban őshonos pitypang használható-e gumi forrásként. A növény gyökereinek körülbelül 10–15% -a természetes gumi.
A kulcsa neki, mondja, hogy nyitott szemmel tartsa a természeti világ lehetőségeit.
„Nagyon széles háttérből származom, és nagyon érdekel a fenntartható gazdaság. Ohioban a gazdálkodás hatalmas ipar, az élelmiszer-feldolgozás hatalmas iparág ”- jegyzi meg. „Meg akartam nézni, mit tehetek nem élelmiszer-tudósként az élelmiszer-feldolgozóiparhoz kapcsolódóan. Mindannyian nagy hulladékok vannak. A hulladék sok pénzt fizet. A hulladék a hulladéklerakóba kerül. Tehát kiértékeljük, hogy mi a hulladék és mit tehetnénk velük.
„És látványosan sikeres projektnek bizonyult. Nem akarom, hogy ez pártfogóan hangzzon, de a legtöbb ember nem néz körül, és valóban látja, mi van ott.
