Πάνω από 500.000 τόνοι παγωτού καταλήγουν στα σκουπίδια κάθε χρόνο – Πώς μπορούν να αξιοποιηθούν

Ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια (Penn State) ανέπτυξαν μια απλή μέθοδο που επιτρέπει την ανάκτηση περίπου του 95% των λιπαρών από τα βιομηχανικά απόβλητα παγωτού, χρησιμοποιώντας τη διαδικασία της φυγοκέντρισης. Τα αποτελέσματα της μελέτης που δημοσιεύτηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Cleaner Engineering and Technology, υποδεικνύουν ότι η αξιοποίηση αυτών των αποβλήτων θα μπορούσε να είναι οικονομικά συμφέρουσα, περιορίζοντας ταυτόχρονα την περιβαλλοντική επιβάρυνση.

Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Γαλακτοκομικών Προϊόντων, σχεδόν το 5% των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή παγωτού στις Ηνωμένες Πολιτείες καταλήγει στα σκουπίδια. Τα απόβλητα προέρχονται από προϊόντα που δεν πληρούν τις προδιαγραφές ποιότητας, από τον καθαρισμό του εξοπλισμού και από υπολείμματα της παραγωγικής διαδικασίας, αναφέρει το ZME Science.

Το πρόβλημα είναι ότι το παγωτό έχει σχεδιαστεί ώστε τα συστατικά του να παραμένουν ομοιόμορφα αναμεμειγμένα. Τα λιπαρά βρίσκονται με τη μορφή μικροσκοπικών σταγονιδίων, τα οποία περιβάλλονται από πρωτεΐνες που εμποδίζουν τον διαχωρισμό τους. Αυτή ακριβώς η ιδιότητα εξασφαλίζει την κρεμώδη υφή του παγωτού, αλλά δυσκολεύει την ανάκτηση των λιπαρών όταν το προϊόν απορρίπτεται.

Το πείραμα και τα απροσδόκητα αποτελέσματα

Για να διερευνήσουν τις δυνατότητες ανακύκλωσης, οι επιστήμονες συνεργάστηκαν με την αμερικανική εταιρεία Perry's Ice Cream, η οποία τους προμήθευσε κατεψυγμένα απόβλητα από τέσσερις διαφορετικές παρτίδες παραγωγής. Κάθε παρτίδα περιείχε περίπου 41 κιλά υλικού, με περιεκτικότητα σε λιπαρά που κυμαινόταν από 1,8% έως 10,3%.

Οι ερευνητές δοκίμασαν δύο προσεγγίσεις για τη διευκόλυνση του διαχωρισμού. Η πρώτη περιλάμβανε τη χρήση ενζύμων, όπως η πεψίνη, η θρυψίνη και η βρομελίνη, που διασπούν τις πρωτεΐνες γύρω από τα σταγονίδια λίπους. Η δεύτερη βασίστηκε στη μεταβολή της οξύτητας του μείγματος, με δοκιμές σε όξινες και έντονα αλκαλικές συνθήκες.

• Διαβάστε ακόμη:
  Πώς οι επιστήμονες προσπαθούν να φτιάξουν παγωτό που δεν λιώνει

Στη συνέχεια, τα δείγματα υποβλήθηκαν σε φυγοκέντριση, διαδικασία κατά την οποία ένα μείγμα περιστρέφεται με μεγάλη ταχύτητα, επιτρέποντας τον διαχωρισμό των συστατικών του. Για λόγους σύγκρισης, οι επιστήμονες υπέβαλαν στην ίδια διαδικασία και δείγματα που δεν είχαν προηγουμένως υποστεί καμία επεξεργασία. Τα αποτελέσματα τους εξέπληξαν. Η απλή φυγοκέντριση των ανεπεξέργαστων αποβλήτων επέτρεψε την ανάκτηση περίπου του 95% των λιπαρών, εξασφαλίζοντας μάλιστα μεγαλύτερη καθαρότητα σε σχέση με το αρχικό υλικό.

«Θα περίμενε κανείς ότι τα ένζυμα θα ήταν απαραίτητα για τη διάσπαση του γαλακτώματος, αλλά η μελέτη μας έδειξε ότι δεν χρειάζονται απαραιτήτως», εξηγεί ο Γι Ζανγκ, επίκουρος καθηγητής Επιστήμης Τροφίμων στο Penn State και μέλος της ερευνητικής ομάδας. Η χρήση ενζύμων για μία ή δύο ώρες βελτίωσε ορισμένες φορές τον διαχωρισμό, αλλά η παρατεταμένη επεξεργασία μείωνε την καθαρότητα των ανακτώμενων λιπαρών. Παράλληλα, οι έντονα αλκαλικές συνθήκες αποδείχθηκαν αποτελεσματικότερες από τις όξινες.

Από τα απορρίμματα στα καύσιμα

Τα ανακτημένα λιπαρά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην παραγωγή ζωοτροφών, ανανεώσιμων καυσίμων, λιπαντικών, βιομηχανικών διαλυτών και άλλων χημικών προϊόντων. Ωστόσο, η μελέτη περιορίστηκε στην ανάκτησή τους και δεν εξέτασε την παραγωγή τελικών προϊόντων.

Οι επιστήμονες ανέπτυξαν επίσης ένα οικονομικό μοντέλο, σύμφωνα με το οποίο η ελάχιστη τιμή πώλησης των ανακτημένων λιπαρών υπολογίζεται σε 0,40 δολάρια ανά κιλό, με περιθώριο απόκλισης 7%. Η αύξηση της κλίμακας επεξεργασίας θα μπορούσε να βελτιώσει περαιτέρω την κερδοφορία.

Πάντως, η οικονομική βιωσιμότητα της μεθόδου μένει να επιβεβαιωθεί σε πραγματικές βιομηχανικές συνθήκες. Καθοριστικό ρόλο θα διαδραματίσουν η σύσταση των αποβλήτων, το ενεργειακό κόστος, η παραγωγική κλίμακα και η ζήτηση για τα ανακτημένα λιπαρά.

Η ερευνητική ομάδα εξετάζει πλέον τρόπους αξιοποίησης και άλλων συστατικών των αποβλήτων παγωτού, όπως οι πρωτεΐνες και τα σάκχαρα. Στόχος είναι η όσο το δυνατόν πληρέστερη ανακύκλωσή τους, στο πλαίσιο μιας κυκλικής βιοοικονομίας που μετατρέπει τα βιομηχανικά υπολείμματα σε χρήσιμους πόρους.