כשגרה בקליפורניה, קתרינה קורניש מצאה את עצמה תוהה לגבי המשאיות הפתוחות שראתה נושאת המון עגבניות בשלות. מדוע, חשבה, העגבניות בתחתית לא נמעכו לשלוליות אדומות גדולות.
הסיבה, כך תגלה בהמשך, היא שהעגבניות גודלו בעלות עורות קשוחים שאפשרו להם לעמוד בכל המשקל הזה מלמעלה.
מעט ידע זה ישרת היטב את קורניש לאחר שהיא עברה לאוניברסיטת אוהיו, שם היא חוקרת ביו-חומרים. לאחרונה היא וצוות המחקר שלה גילו שלא רק קליפות העגבניות הקשות, אלא גם קליפות הביצה המרוסקות, יכולות להיות תחליף יעיל למילוי מבוסס הנפט המשמש בצמיגי מכוניות.
"מה שאתה רוצה במילוי זה משהו קשה וחזק באמת, " היא אומרת. "זו הסיבה שבחנו את קליפות העגבניות."
מילוי הבחירה בצמיגים ומוצרי גומי אחרים הוא כבר מזמן דבר שנקרא שחור פחמן, מוצר פחמן אבקתי המהווה 30 אחוז מרוב הצמיגים. למעשה, זו הסיבה שמוצרי גומי רבים הם שחורים. שחור פחמן עוזר להפוך את הגומי בצמיגים ליותר עמיד.
אולם יש יותר ויותר מחסור, שכן הביקוש למכוניות עולה במהירות במדינות המתפתחות. במקביל, הייצור של פחמן שחור בארצות הברית צנח בשנים האחרונות ככל שה- EPA נפל על מפעלים הפולטים כמויות מוגזמות של דו תחמוצת הגופרית וחנקן.
זה הפך את יצרני הגומי בארה"ב לתלויים יותר בחברות בחו"ל עבור מוצר שתמיד היה רגיש לתנודות במחירי הנפט העולמיים.
הפוטנציאל של בזבוז מזון
לכן היכולת להשתמש בפסולת מזון כדי להפחית את כמות הפחמן השחור הדרושה עלולה להוריד עלויות. זה גם יכול להביא יתרונות סביבתיים. "אחת הסיבות שזהו נכס כזה היא כל נושא הקיימות, " אומר קורניש. "שחור פחמן מיוצר בנפט. אם היית יכול להתחיל להחליף חלק מחומר שאינו בר-קיימא בחומר בר-קיימא, אתה עוזר לגמול אותנו מהנפט. "
ברור שבאמריקה אין מחסור בפסולת מזון. אמריקאים צורכים יותר מ -30 פאונד עגבניות לאדם בשנה, לפי מחלקת החקלאות שרובם משומרים או מעובדים בדרך כלשהי, כמו רוטב על פיצות. חברות המזון מקלפות את העור הקשוח ומשליכות אותו. וכן, כל אמריקני צורך בממוצע קרוב ל 270 ביצים בשנה, מה שמביא את הסכום במדינה לכ 86- מיליארד דולר. בערך 40 אחוז מהביצים הללו משמשות חברות מזון, אשר בסופו של דבר מעבירות טונות פגזים סדוקים למטמנות. שם הם יושבים זמן רב מכיוון שהם לא מתפרקים בקלות רבה.
"חשבנו ששימוש בקליפות ביצה כמילוי יהיה גורל טוב יותר מאשר בסופו של דבר להטמנה, " אומר קורניש. "והופתעתי מאוד לטובה כשהתברר שהם חומר מילוי מחזק יעיל מאוד ולא מילוי דלוח."
עורות עגבניות יבשים וטחונים (מלמעלה) וקליפות ביצה (בתחתית) מעובדים לאבקה גסה, בינונית ועדינה לפני שמוסיפים אותם לגומי. (קנת צ'מברליין, באדיבות אוניברסיטת אוהיו) כפי שקורניש מסביר זאת, חומר מילוי מדולל הוא כזה שיכול להפוך את המרכיב לחלש וקשיח יותר, כך הוא מתווסף למוצר. זה מוריד את העלויות, אך גם מוריד את האיכות. לעומת זאת מילוי חיזוק מגביר את חוזק המוצר, אם כי הוא גם יכול להפחית את גמישותו.
"אבל עם חלק מהמילויים החדשים האלה, קליפות הביצה וקליפות העגבניות, כשמשתמשים בשילוב עם שחור פחמן, אנו יכולים להשיג עלייה בחוזק, אך לא עלייה בקשיות או באובדן גמישות, " היא אומרת.
במילים אחרות, חומרי מילוי לפסולת מזון נמצאו כחיזוק הגומי תוך שמירה על גמישותו.
אלטרנטיבות בר קיימא
עד כה צוות מדינת אוהיו בדק קליפות ביצה או קליפות עגבניות בהצלחה בשילוב עם שחור פחמן, והפחית את כמות המילוי המסורתי מבלי להחליף אותו. החוקרים טרם שילבו את שני פסולת המזון יחד במילוי. הם עובדים על זיהוי כיצד שילוב השניים - עם ובלי שחור פחמן - עשוי לשנות את המאפיינים המכניים הייחודיים שכל אחד מהם מביא לביצועי הגומי. המטרה בסופו של דבר תהיה ליצור "מתכונים" לשילובים שונים כדי לקבל תוצאות המתאימות בצורה הטובה ביותר למה שיצרן צריך.
"כבר הראנו שאתה יכול לקבל שילובים שונים של מאפיינים פשוט להשתמש בהם עם שחור פחמן, יותר מכפי ששחור פחמן יכול לעשות מעצמו. אנו מרגישים שנוכל להמשיך את זה עוד יותר על ידי הצבת השניים בצורה נבויה מבחינה עיצובית, "אומר קורניש.
קטרינה קורניש (משמאל) וסינדי באררה (מימין) בוחנות עורות עגבניות טחונות וקליפות ביצה, כמו גם דגימות של גומי. (קנת צ'מברליין, באדיבות אוניברסיטת אוהיו) היא מציינת כי החוקרים קיבלו מענק מפורד לעבוד על פרויקט באמצעות קליפות ביצה מרוסקות בחלקי גומי, וכי יצרן גומי אחר הביע עניין בעבודה עם מילוי קליפות עגבניות.
החוקרים קיבלו פידבק על בקשת הפטנטים שלהם על מרוכבים גומי-פסולת ביולוגית ממשרד הפטנטים והסימנים המסחריים בארה"ב. קורניש טוענת כי היא תוגש מחדש בקרוב. הטכנולוגיה קיבלה רישיון לחברה שבבעלותה של קורניש, הנקראת EnergyEne.
מציאת אלטרנטיבות טבעיות לשימוש בייצור מוצרים אינה דבר חדש עבור קורניש. היא מפקחת גם על פרויקט כדי לקבוע אם מגוון שן הארי יליד קזחסטן יכול לשמש כמקור לגומי. כעשרה עד 15 אחוז משורשי הצמח הם גומי טבעי.
מפתח עבורה, היא אומרת, הוא לפקוח את העיניים בפני האפשרויות של עולם הטבע.
"אני בא מרקע רחב מאוד, ואני מאוד מתעניין בכלכלה בת-קיימא. באוהיו חקלאות היא ענף ענק, עיבוד מזון הוא ענף ענק ", היא מציינת. "רציתי לבדוק מה אוכל לעשות כמדען שאינו מזון שקשור לתעשיית עיבוד המזון. לכולם יש פסולת גדולה. פסולת עולה הרבה כסף. הפסולת עוברת במזבלה. אז הערכנו מה הפסולת ומה יכולנו לעשות איתם.
"והתברר שזה פרויקט מצליח להפליא. אני לא רוצה שזה יישמע מתנשא, אבל רוב האנשים לא מסתכלים סביבם ורואים באמת מה שם בחוץ. "
