Przycinanie pędów winorośli jest niezbędne do uruchomienia produkcji wina, ale są to części zupełnie nieprzydatne dla przemysłu. Już nawet latorośle są bardziej przydatne, bo ułatwiają zbiory. Pędy od razu trafiają na kompost lub są palone.
Nie musi tak być. Wzgórza wysuszonych ścinków winorośli są problemem prowadzących winnice, ale naukowcy znaleźli w nich nadzieję na lepszą przyszłość. Resztki pozostałe po zebraniu owoców z winorośli są kluczem do rozwiązania jednego z największych współczesnych wyzwań ekologicznych.
Czytaj też: Rossmann rezygnuje ze sprzedaży napojów. Bojkot systemu kaucyjnego w drogeriach
Celuloza z winorośli lepsza od plastiku
Amerykański zespół badawczy dokonał ciekawego przełomu, wykorzystując śmieci z winiarni. Resztki roślinne okazały się bardzo dobrym surowcem do produkcji jednorazowych opakowań, które ulegną szybkiej biodegradacji. Tym samym ścinki z winorośli nie tylko nie muszą trafić do pieców, ale mogą skutecznie zastąpić szalenie problematyczny plastik. Oczywiście pod warunkiem, że wielkoskalowa produkcja materiału z winorośli okaże się opłacalna.
Grupa naukowców z amerykańskiego South Dakota State University sięgnęła po ogromne ilości odpadów organicznych, generowanych przez przemysł winiarski. Grupa naukowców nie szukała zamiennika plastiku, raczej planowała znaleźć zastosowanie dla ogromnych ilości odpadów powstających z przycinania winorośli. Te pozostałości, szacowane na 6,7 do 18,6 miliona ton rocznie, stanowią poważne wyzwanie dla branży winiarskiej.
Pędy odcięte z winorośli zostały przeanalizowane pod kątem różnych zastosowań i okazały się szczególnie wartościowe ze względu na wysoką zawartość celulozy. Całkowita zawartość tego odpornego węglowodoru w odciętych pędach to aż 35 proc. – znacznie więcej niż w typowych odpadach rolniczych, na przykład po zbiorze kukurydzy, trzciny cukrowej, lucerny czy soji. Dodatkowym atutem jest fakt, że przycinanie winorośli odbywa się zimą. To zapewnia dostawy materiału o niskiej wilgotności, co ułatwia jego dalsze przetwarzanie w użyteczne tworzywo, przypominające plastik.
Proces opracowany przez badaczy obejmuje kilka etapów. Najpierw z pędów winorośli ekstrahuje się celulozę – długołańcuchowy węglowodór, z którego budowane są łodygi roślin, a w przemyśle pomaga tworzyć między innymi papier. Następnie celulozę rozpuszcza się w roztworze chlorku cynku. Kolejne kroki to sieciowanie jonami wapnia i plastyfikacja glicerolem w celu uzyskania tworzywa o określonej elastyczności i przeźroczystości, czym przypomin plastik, ale wciąż podatnego na naturalną biodegradację.
Cała technologia stanowi przykład dodatkowego ogniwa łańcucha gospodarki obiegu zamkniętego. Odpady z winnic nie mają żadnej wartości handlowej, ale ten nieszczególnie skomplikowany proces może zamienić je w cenny surowiec dla innej branży… albo dla tej samej, kto wie? To rozwiązanie może znacząco zmniejszyć ilość spalanych resztek roślinnych oraz zmniejszyć zależność transportu produktów spożywczych od plastiku.
Pora przyjrzeć się temu, dlaczego folia z celulozy odzyskanej z winorośli jest lepsza od tradycyjnej folii z polimerów. Oczywiście od razu widać pierwszą korzyść – odejście od paliw kopalnych na rzecz ponownego wykorzystania organicznych śmieci. Testy wykazały, że folie powstałe z tego celulozy z winorośli osiągają imponującą wytrzymałość na rozciąganie – od 15,42 do 18,20 MPa. Są więc solidniejsze niż standardowe plastikowe torby, wciąż używane w handlu detalicznym. Z winorośli mogą być produkowane także folie spożywcze, w które w przyszłości będziemy zawijać na przykład kanapki do szkoły i do pracy.
Kolejną zaletą jest przejrzystość folii z winorośli na poziomie ok. 83 proc. Ta cecha ma praktyczne znaczenie, gdyż pozwala konsumentom ocenić jakość zapakowanej żywności bez otwierania opakowania oraz śledzić jej świeżość w czasie przechowywania we własnej lodówce.
Największą rewolucją jest oczywiście tempo biodegradacji – podczas gdy tradycyjne tworzywa rozkładają się setki albo tysiące lat, ten nowy materiał całkowicie znika z gleby już po 17 dniach. Okres półtrwania wynosi zaledwie 8,5-9 dni. To oznacza oczywiście, że zapakowana w folię z winorośli żywność nie powinna być przechowywana zbyt długo, bo w kontakcie z nią samo opakowanie może się zdezintegrować.
Czytaj też: Elektrownia atomowa we Francji stoi, 5 mln domów nie ma prądu. Powód może zaskoczyć
Ekonomiczny aspekt tej technologii wygląda równie obiecująco. Rolnicy wydają obecnie równowartość około 105 złotych za tonę na utylizację odpadów z winorośli, a muszą się pozbyć milionów ton ścinków z winorośli. W skali globalnej współpraca winnic z producentami biodegradowalnych opakowań mogłaby przynieść kolosalne korzyści finansowe i środowiskowe.
Co istotne, koszt produkcji folii z celulozy winorośli szacuje się na równowartość około 979 zł za tonę – to znacznie mniej niż w przypadku alternatywnych materiałów biodegradowalnych pochodzących z łupin sojowych czy lucerny.
Opakowania z winorośli zamiast folii spożywczej
Potencjalne zastosowania tego materiału skupiają się głównie na branży spożywczej, gdzie nie tylko elastyczność, ale i jego wysoka przejrzystość jest szczególnie cenna. Może posłużyć do produkcji przezroczystych opakowań na świeże produkty, jednorazowych opakowań na pieczywo, warzywa i owoce, a także zabezpieczania gotowych dań w gastronomii i w naszych gospodarstwach domowych.