Wykorzystanie potencjału piór w sektorze rolniczym
Europejski sektor drobiarski produkuje około 3,6 miliona ton piór rocznie, ale tylko jedna czwarta jest zbierana oddzielnie w celu ponownego wykorzystania w paszach dla zwierząt i nawozach. Ten niedostatecznie wykorzystywany strumień odpadów, bogaty w cenne białko, stanowi tymczasem szansę na wsparcie rozwoju biogospodarki UE. W ramach projektu UNLOCK(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który otrzymał finansowanie ze Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Bioprzemysłu, partnerstwa publiczno-prywatnego między UE a przemysłem, opracowano technologie i ukierunkowane produkty rolne, które pozwolą jak najlepiej wykorzystać odrzucone pióra.
Wykorzystanie keratyny
Pióra składają się głównie z keratyny(odnośnik otworzy się w nowym oknie), kluczowego białka do budowy włosów, paznokci, łusek i piór. Po włączeniu keratyny do biotworzyw powstają materiały mogące potencjalnie przewyższać standardowe produkty oparte na paliwach kopalnych. „W rolnictwie potrzeba innowacyjnych, biodegradowalnych materiałów, które pozwolą zmniejszyć koszty i ilość odpadów, a także poprawić jakość gleby. W konwencjonalnej produkcji tworzyw sztucznych wykorzystuje się nieodnawialne zasoby, a ich utylizacja po zakończeniu eksploatacji prowadzi do zanieczyszczenia środowiska, w tym zanieczyszczenia mikrodrobinami plastiku, co negatywnie wpływa na zdrowie gleby i długoterminowy zrównoważony rozwój”, wyjaśnia koordynatorka projektu Sarah Montes. Wprowadzenie keratyny do biotworzyw poprawia ich zdolność do degradacji. Odpowiednio szybki rozkład zmniejsza z kolei ilość odpadów i eliminuje koszty związane z ich utylizacją. Dodatkową zaletą jest to, że rozkładające się pióra wzbogacają glebę w azot.
Biozastosowania w rolnictwie
Projekt UNLOCK realizowany jest przez multidyscyplinarne konsorcjum 15 partnerów z siedmiu krajów UE. W celu uwzględnienia pełnego łańcucha wartości zespół zgromadził wiedzę specjalistyczną w zakresie analizy surowców, wytwarzania produktów końcowych i oceny zrównoważonego rozwoju. Cztery produkty rolne wzbogacone keratyną to tacki na nasiona, geowłókniny, folie do ściółkowania i pianki hydroponiczne. Tacki na nasiona, które mają duży potencjał wzrostu na rynku, są kompostowalne w warunkach przemysłowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Geowłókniny stosuje się do ochrony upraw i są częściowo biodegradowalne w glebie oraz w pełni kompostowalne. Rozkładając się, dostarczają do 15 g azotu na metr kwadratowy gleby. Folie do ściółkowania UNLOCK pełnią podobną funkcję jak geowłókniny i są przeznaczone w szczególności do upraw krótkoterminowych. Pianki hydroponiczne stosuje się w podłożach do upraw hydroponicznych zamiast kamyczków glinianych. Uwalniany przez nie azot wspiera wzrost roślin, a piankowe kamyczki mogą być kompostowane w warunkach przemysłowych lub pozostawione do rozkładu w glebie.
Techniki obróbki piór
Jedną z trudności, jakie napotkał zespół, było zwiększenie skali innowacyjnych technik przetwarzania piór. Techniki przeszły pomyślnie testy w skali pilotażowej, ale ponieważ pióra są materiałem o bardzo niskiej gęstości, wyzwaniem była duża objętość piór potrzebna do testów w skali demonstracyjnej. Mimo to postępy dotyczące przetwarzania piór są jednymi z najważniejszych osiągnięć projektu. Montes tłumaczy: „Oprócz czterech docelowych zastosowań opracowanych w projekcie UNLOCK jednym z jego głównych kamieni milowych była budowa i uruchomienie demonstracyjnej instalacji do sterylizacji i rozdrabniania piór w Polsce, o wydajności 200 kg na godzinę”. Dwa dodatkowe zakłady demonstracyjne znajdują się w Szwecji i zajmują się odpowiednio eksplozją parową i fermentacją mikrobiologiczną. Różne strategie przetwarzania opracowane przez zespół UNLOCK są istotne dla możliwości przyszłego wprowadzenia na rynek biotworzyw na bazie keratyny. „Teraz wiemy, że pióra poddane obróbce ulegają biodegradacji znacznie szybciej niż pióra jej niepoddane”, dodaje Montes, zwracając uwagę na znaczenie tych zabiegów dla jakości produktu. Długoterminowa strategia UE na rzecz neutralności klimatycznej wymaga stopniowego wycofywania materiałów opartych na paliwach kopalnych. Biotworzywa wykonane z piór są obiecującym rozwiązaniem w tym zakresie.
