PDF Basket
Mieszkańcy Unii Europejskiej każdego roku wytwarzają setki milionów ton odpadów komunalnych. Według Europejskiej Agencji Środowiska bioodpady stanowią 34 % wszystkich odpadów, które dodatkowo są często gromadzone oddzielnie lub razem ze zmieszanymi odpadami resztkowymi.
„Tego rodzaju bioodpady trafiające na wysypisko stanowią poważny problem środowiskowy”, wyjaśnia Thomas Dietrich, kierownik projektów w zakresie żywności i zdrowia w hiszpańskiej firmie TECNALIA oraz koordynator finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu VOLATILE. „Dzieje się tak ze względu na wytwarzanie metanu, który jest bardzo silnym gazem cieplarnianym”.
Ten oczywisty problem wymaga rozwiązania, w związku z czym państwa członkowskie UE zobowiązały się do ustanowienia krajowych strategii na rzecz ograniczenia ilości biodegradowalnych odpadów trafiających na wysypiska śmieci, a cała Wspólnota wyznaczyła sobie również ambitny cel, jakim jest ponowne przetwarzanie 65 % wytwarzanych odpadów komunalnych do 2035 roku.
Jak jednak mówi znane przysłowie, dobrymi chęciami jest piekło wybrukowane i same założenia nie wystarczą – potrzebne są innowacyjne i nowatorskie procesy, które pozwolą na ich realizację i przetwarzanie bioodpadów w opłacalne produkty nadające się do ponownego wykorzystania.
Biogospodarka o obiegu zamkniętym
Właśnie ten aspekt obrał sobie za cel zespół projektuVOLATILE, który postanowił opracować nowe sposoby wykorzystania bioodpadów przynoszące korzyści. „Chcieliśmy przede wszystkim znaleźć odpowiedź na jedno pytanie – co możemy zrobić z tymi wszystkimi odpadami, aby chronić nasze środowisko?”, dodaje Dietrich. „W jaki sposób możemy włączyć odpady organiczne z powrotem do naszej gospodarki i zmniejszyć wykorzystanie nieodnawialnych surowców?”
Rozwiązanie opracowane przez badaczy skupionych wokół projektu VOLATILE obejmowało optymalizację wytwarzania lotnych kwasów tłuszczowych w warunkach beztlenowych.
Podczas fermentacji beztlenowej mieszanina różnych bakterii i mikroorganizmów wykorzystuje bioodpady jako pożywkę, przetwarzając je w tak zwane lotne kwasy tłuszczowe. Zespół projektu VOLATILE odkrył sposób na oddzielenie kwasów od mikroorganizmów przy pomocy membran z niewielkimi otworami przepuszczającymi wyłącznie substancje chemiczne.
Po rozdzieleniu kwasy tłuszczowe mogą być wykorzystane jako platforma dla przemysłu chemicznego lub jako surowiec na potrzeby innych procesów biotechnologicznych. W ramach projektu powstały także technologie dalszej obróbki opracowane z myślą o opłacalności oraz ekologii.
„Uważamy, że platforma oparta na lotnych kwasach tłuszczowych może przyczynić się do znaczącego zwiększenia przychodów biogazowni”, twierdzi Dietrich. „Dzięki nowej technologii zakłady przetwarzania bioodpadów staną się dostawcami surowców dla innych gałęzi przemysłu, dzięki czemu skutecznie domkniemy obieg i uzyskamy biogospodarkę o obiegu zamkniętym”.
Potencjalne zastosowania
Wszystko wskazuje na to, że osiągnięcia zespołu projektu VOLATILE przyczynią się do rozwoju biogospodarki o obiegu zamkniętym, w ramach której odpady i pozostałości są rewaloryzowane i trafiają z powrotem do obrotu gospodarczego, co pozwoli na oddzielenie wzrostu od zużycia ograniczonych zasobów nieodnawialnych.
Nie można zapominać o potencjalnych korzyściach dla konsumentów wypływających z tego procesu. Wyspecjalizowane bakterie mogą być wykorzystywane do przekształcania lotnych kwasów tłuszczowych w polihydroksyalkaniany (PHA), czyli biodegradowalny polimer stosowany jako alternatywa dla tworzyw sztucznych wytwarzanych z paliw kopalnych w bioplastikach i materiałach opakowaniowych.
„Niektóre drożdże są w stanie przekształcać lotne kwasy tłuszczowe w oleje jednokomórkowe, które mogą być wykorzystywane w oleochemii – między innymi do wytwarzania mydła”, zauważa Dietrich. „Lotne kwasy tłuszczowe mogą również zostać wykorzystane do wytwarzania oleju bogatego w kwasy omega-3 o doskonale udowodnionym działaniu prozdrowotnym, który znajdzie zastosowanie w produkcji żywności oraz pasz”.
Poza głównym procesem zespół projektu opracował internetowe narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji, które może pomóc w analizie możliwości wdrożenia platform opartych na lotnych kwasach tłuszczowych na potrzeby upcyklingu bioodpadów komunalnych. Odbyły się także warsztaty Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego (CEN) dotyczące zrównoważonego wykorzystania odpadów komunalnych, wspierające dążenia do normalizacji tego sektora.
„Obecnie trwają dyskusje nad tym, w jaki sposób można wprowadzić nową technologię na wyższy poziom gotowości technologicznej”, wyjaśnia Dietrich. „Opracowane przez nas pionierskie metody fermentacji będą dalej rozwijane i przygotowywane do wprowadzenia na rynek. Uważamy, że mają ogromny potencjał”.