I problemi ambientali causati dai rifiuti alimentari e di plastica hanno attirato molta attenzione ultimamente. Circa il 30-40% del cibo prodotto nel mondo viene sprecato, che degrada l’ambiente. Allo stesso tempo, gli ecosistemi in tutto il mondo sono ancora in pericolo a causa del problema in corso dell’inquinamento da plastica. Trasformare i rifiuti alimentari in bioplastica sostenibile è uno dei modi creativi in cui questi problemi interconnessi vengono affrontati. Questo approccio fornisce un sostituto sostenibile per le plastiche convenzionali oltre a ridurre gli sprechi.
Effetti dei rifiuti alimentari e plastici sull’ambiente
Lo spreco alimentare è una delle principali cause del degrado ambientale. Quando i rifiuti organici si decompongono anaerobicamente nelle discariche, producono metano—un gas serra con un potenziale di riscaldamento globale circa 28 volte maggiore dell’anidride carbonica in un periodo di 100 anniNegli Stati Uniti, si stima che lo spreco alimentare sia responsabile di oltre la metà delle emissioni di metano dalle discariche.
I rifiuti di plastica aggravano i problemi ambientali. Le plastiche tradizionali derivate dai combustibili fossili sono resistenti alla degradazione, il che porta all’accumulo negli ecosistemi. Questa persistenza comporta pericoli fisici per la fauna selvatica, inquinamento chimico e proliferazione di microplastiche, che sono state rilevate in varie matrici ambientali e persino nei tessuti umani.
Il concetto di bioplastica
Le bioplastiche si riferiscono a una categoria di materiali estratti da fonti biologiche rinnovabili. Sono progettati per sostituire i combustibili fossili al fine di ridurre l’inquinamento ambientale. Possono essere categorizzati in base al materiale di origine e alla biodegradabilità.
La creazione di bioplastiche dagli scarti alimentari è un ottimo esempio di valorizzazione dei rifiuti, che chiude il ciclo delle risorse riutilizzando i materiali di scarto per trasformarli in beni utili.
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Trasformare gli scarti alimentari in bioplastica sostenibile
Per convertire gli scarti alimentari in bioplastica sostenibile sono necessarie diverse procedure complesse:
1. Raccolta e preparazione
I rifiuti alimentari vengono raccolti e preparati da una varietà di fonti, come ambienti commerciali, industriali e domestici. Per rimuovere gli inquinanti non organici, i rifiuti vengono selezionati dopo la raccolta. Vengono quindi lavorati meccanicamente per produrre una poltiglia omogenea che può essere utilizzata in ulteriori procedure biochimiche.
2. Fermentazione
Dopo che la sospensione è stata omogeneizzata, viene applicata la fermentazione microbica. Alcuni microbi scompongono i substrati organici per produrre intermedi come gli acidi organici. Ad esempio, alcuni batteri hanno la capacità di convertire gli scarti alimentari in acidi grassi, che possono poi essere utilizzati per creare bioplastiche.
3. Additivi per polimerizzazione
Gli intermedi derivati dalla fermentazione subiscono processi di polimerizzazione per formare biopolimeri. Nel caso dei PHA, i microrganismi sintetizzano questi polimeri intracellularmente come composti di accumulo di energia. I biopolimeri vengono quindi estratti e purificati per un’ulteriore elaborazione.
4. Processando e a Stampaggio
Per produrre beni finali come materiali da imballaggio o articoli monouso, i biopolimeri purificati vengono lavorati utilizzando processi di produzione della plastica standard, come l’estrusione o lo stampaggio a iniezione.
Oltre a impedire che grandi volumi di rifiuti alimentari finiscano nelle discariche, questo processo produce bioplastiche che possono essere utilizzate in diverse applicazioni al posto delle plastiche tradizionali.
Vantaggi dell’utilizzo degli scarti alimentari per la produzione di bioplastica
1. Riduzione dei rifiuti
Convertire gli scarti alimentari in bioplastica sostenibile riduce il volume dei rifiuti organici inviati in discarica, il che a sua volta riduce le emissioni di metano e gli impatti ambientali ad esse associati.
2. Efficienza delle risorse
Questo approccio sfrutta i flussi di rifiuti esistenti, riducendo al minimo la necessità di risorse agricole vergini ed evitando la concorrenza con la produzione alimentare, che rappresenta un problema per alcune bioplastiche di prima generazione derivate da colture alimentari.
3. Sostenibilità ambientale
Le bioplastiche ricavate dagli scarti alimentari sono spesso rese biodegradabili, il che riduce la quantità di rifiuti plastici che finiscono nell’ambiente e aiuta ad attenuare i problemi associati alla contaminazione da microplastiche.
4. Potenziale economico
La conversione degli scarti alimentari in bioplastiche sostenibili aprirebbe nuove opportunità commerciali. Ciò supporta la crescita di industrie attente all’ambiente e potrebbe persino diminuire gestione dei rifiuti costi.
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Ricerche recenti e sviluppi attuali
Sono stati fatti notevoli progressi negli studi di ricerca recenti per massimizzare la sintesi di bioplastiche da rifiuti alimentari. Ad esempio, Il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti ha assegnato ai ricercatori del Virginia Tech una sovvenzione di 2.4 milioni di dollari per creare bioplastiche economiche dagli scarti alimentari. Utilizzando microbi, trasformano i rifiuti alimentari in lipidi, che vengono successivamente trasformati in bioplastiche biodegradabili. Questa tecnica riduce l’inquinamento marino causato dalle microplastiche, garantendo che le bioplastiche prodotte possano essere facilmente compostate.
Inoltre, aziende come BioTork stanno esplorando l’uso della tecnologia di evoluzione adattiva per ottimizzare i microrganismi nella conversione dei rifiuti agricoli in prodotti biochimici di alto valore, tra cui bioplastiche.
Sfide e considerazioni
Sebbene abbia i suoi vantaggi, la produzione di bioplastiche utilizzando scarti alimentari solleva diverse barriere:
- Variabilità delle materie prime:La natura eterogenea degli scarti alimentari può portare a incongruenze nella composizione della materia prima, influenzando l’efficienza dei processi di fermentazione microbica e la qualità della bioplastica risultante.
- Costo di elaborazione:La lavorazione biochimica, tra cui la fermentazione e l’estrazione di polimeri, per produrre bioplastiche dagli scarti alimentari richiede un intenso utilizzo di risorse, il che aumenterebbe i costi di produzione rispetto alle plastiche tradizionali.
- Requisiti infrastrutturali:Ci vorranno molti soldi e progressi scientifici per creare l’infrastruttura necessaria per la raccolta, la selezione e la conversione dei rifiuti alimentari in bioplastiche.
- Accettazione del mercato:La creazione di una legislazione e di standard di supporto per incoraggiare l’integrazione del mercato e l’educazione dei consumatori per alleviare lo scetticismo contribuiranno a raggiungere un’ampia accettazione dei prodotti in bioplastica.
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Conclusione
Due problemi urgenti che il mondo deve affrontare includono l’economia circolare e la gestione dei rifiuti, che possono essere affrontati convertendo i rifiuti alimentari in bioplastiche sostenibili, producendo materia organica per prevenire l’inquinamento, migliorare l’efficienza e utilizzare meno combustibili fossili. Soprattutto, questo approccio rende chiaro quanto sia importante per l’umanità riconsiderare i rifiuti come una risorsa utile per aprire la porta a un futuro più sostenibile e incoraggiare metodi di produzione e consumo più consapevoli. La nostra terra può sperimentare un cambiamento positivo duraturo se solo ci proviamo insieme.
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