Εκμετάλλευση των αποβλήτων της βιομηχανίας τροφίμων

25-05-2020

Σε μία διαρκώς μεταβαλλόμενη κοινωνία όπου ο παγκόσμιος πληθυσμός αυξάνεται, η ζήτηση για παραγωγή περισσοτέρων τροφίμων και ενέργειας είναι γεγονός. Αυτή η συνεχώς αυξανόμενη παραγωγή αποτελεί σοβαρό πρόβλημα στην εποχή μας. Πολλά απόβλητα τροφίμων όπως είναι οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και διάφορες θρεπτικές ουσίες θα μπορούσαν να αποτελέσουν πρώτη ύλη για τη δημιουργία νέων προϊόντων υψηλής αξίας. Στην παρούσα έρευνα εξετάζεται πώς η αξιοποίηση αυτών των αποβλήτων οδηγεί σε παραγωγή βιοκαυσίμου, ενζύμων, νανοσωματιδίων, βιοαποικοδομήσεων πλαστικών και βιοδραστικών ενώσεων.

Τα τελευταία χρόνια ο παγκόσμιος πληθυσμός αυξάνεται με γοργούς ρυθμούς. Παράλληλα όμως αυξάνεται και η ζήτηση για παραγωγή περισσότερων τροφίμων και ενέργειας ώστε να μπορέσουν να καλυφθούν οι ανάγκες της διαρκούς μεταβαλλόμενης κοινωνίας. Λόγω αυτής της αύξησης δημιουργείται ένα καινούργιο πρόβλημα που απασχολεί τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερο τους επιστήμονες, αυτό της διαχείρισης των αποβλήτων που προκύπτουν από την ανεξέλεγκτη αυτή παραγωγή. Στην κορύφωση αυτού του προβλήματος συμβάλλει και η ελλιπής νομοθεσία που υπάρχει για την ορθή επεξεργασία και διάθεση των αποβλήτων τροφίμων, καθώς η υπάρχουσα νομοθεσία δίνει προτεραιότητα στην πρόληψη της δημιουργίας αποβλήτων παρά στη διάθεσή τους. Σύμφωνα με μελέτη της Ευρωπαϊκής Ένωσης το 2010, σχεδόν 90 εκατομμύρια τόνοι απορριμμάτων τροφίμων δημιουργούνται κάθε χρόνο από τη βιομηχανία μεταποίησης τροφίμων, με σοβαρά περιβαλλοντικά ζητήματα να προκύπτουν από το γεγονός ότι τα απόβλητα τροφίμων που συσσωρεύονται παρέχουν εύφορο έδαφος για την πρόκληση ασθενειών.

Στα απόβλητα τροφίμων ανήκουν οι σύνθετοι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και διάφορες θρεπτικές ουσίες που θα μπορούσαν να αποτελέσουν πρώτη ύλη για την δημιουργία άλλων προϊόντων υψηλής αξίας. Πολλές μελέτες υποστηρίζουν πως η αξιοποίηση αυτών των αποβλήτων θα μπορούσε να οδηγήσει σε παραγωγή βιοκαυσίμων (από σιτηρά ζυθοποιίας), ενζύμων, βιοδραστικών ενώσεων, βιοαποικοδομήσεων πλαστικών και νανοσωματιδίων. Η συγκεκριμένη έρευνα εξετάζει τα είδη των απορριμμάτων τροφίμων και τα προβλήματα που συνδέονται με αυτά, τη νομοθεσία που αφορά τη μείωση τους, καθώς και τη χρήση τους ως ανανεώσιμη πρώτη ύλη και τις τελευταίες τεχνικές αξιοποίησης τους.

Η νομοθεσία σχετικά με τη διαχείριση αποβλήτων στην Ευρώπη ξεκίνησε περίπου το 1970 προσπαθώντας να ορίσει τα «απόβλητα» ως τη βάση της πυραμίδας για τη θέσπιση νόμων σχετικά με την παραγωγή, την αποθήκευση, τη μεταφορά και τη διάθεσή τους, ελαχιστοποιώντας τις αρνητικές επιδράσεις τους σε περιβάλλον και άνθρωπο. Τα απόβλητα τροφίμων, πλην των αποβλήτων ζωικών υποπροϊόντων που θεωρούνται 'επικίνδυνα' και υφίστανται αποτέφρωση ή κομποστοποίηση, εμπίπτουν στην κατηγορία των κανονικών αποβλήτων που δεν θεωρούνται επικίνδυνα. Το 2008 εγκρίθηκε η Οδηγία 2008/98/ΕΚ η οποία δημιούργησε μία διαφορετική ιεραρχία ξεκινώντας από την πρόληψη δημιουργίας αποβλήτων, την επεξεργασία για επαναχρησιμοποίηση – ανακύκλωση και τέλος τη σωστή διαχείρισή τους. Τα κράτη-μέλη της ΕΕ είναι υποχρεωμένα να εφαρμόζουν εθνικά προγράμματα πρόληψης δημιουργίας αποβλήτων και αξιολογούνται ανά 6 έτη. Τα απόβλητα τροφίμων πλέον ανήκουν σε ξεχωριστή κατηγορία και η επεξεργασία τους στοχεύει στη μέγιστη προστασία του περιβάλλοντος. Η πλέον σωστή μέθοδος για τη διαχείριση των βιολογικών αποβλήτων θεωρήθηκε η αναερόβια χώνευση. Εν τέλει, το 2012 η Ευρωπαϊκή Επιτροπή έθεσε τις βάσεις για την έννοια της «βιοοικονομίας» ώστε να αντιμετωπίσει τις δυνατότητες μετατροπής των ανανεώσιμων βιολογικών πόρων σε οικονομικά βιώσιμα προϊόντα και βιοενέργεια. Αν και δεν πρόκειται για κάποια νέα νομοθεσία, η «βιοοικονομία» στοχεύει στο να εξορθολογίσει τις υφιστάμενες πολιτικές, βασιζόμενη σε τρεις πυλώνες: στις επενδύσεις για έρευνα και ανάπτυξη τεχνολογίας, στην ενίσχυση της αλληλεπίδρασης των υφισταμένων πολιτικών και τη συμφωνία των συμμετόχων (stakeholders), και στην ενίσχυση των αγορών και της ανταγωνιστικότητας. Παρακάτω παρουσιάζονται οι δυνατότητες μετατροπής αποβλήτων της βιομηχανίας τροφίμων σε προϊόντα προστιθέμενης αξίας:

Βιοντίζελ
Το βιοντίζελ είναι προϊόν προστιθέμενης αξίας των αποβλήτων μαγειρικών ελαίων. Το έλαιο σόγιας και τα απόβλητα μαγειρικών ελαίων έχουν μετατραπεί επιτυχώς σε βιοντίζελ με διάφορες μεθόδους. Σε μια πρόσφατη μελέτη, ο καταλύτης στερεών οξέων που προέρχεται από υδατάνθρακες χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή βιοντίζελ από χαμηλού κόστους πρώτες ύλες όπως το απόσταγμα λιπαρών οξέων φοίνικα, το οποίο είναι υποπροϊόν της βιομηχανίας φοινικέλαιου. Το βιοντίζελ έχει παραχθεί με τη χρήση φλούδας φρούτων φοινικέλαιου και σίτου σε ξεχωριστές μελέτες. Και στις δυο μελέτες χρησιμοποιήθηκε σκούρα ζύμωση ως τρόπος παραγωγής υδρογόνου. Η γενετική ενίσχυση του ζυμωτικού οργανισμού είχε ως αποτέλεσμα καλύτερες αποδόσεις. Τα Enterobacter, Bacillus και Clostridium είναι οι πιο δημοφιλείς μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοϋδρογόνου.

Βιομηχανικά ένζυμα
Για να υπάρξει παραγωγή ενζύμων από τα τρόφιμα εφαρμόζεται η επεξεργασία λιγνοκυτταρίνης και έπειτα η ενζυμική υδρόλυση. Η δεύτερη διεργασία παραλείπεται για ορισμένους μύκητες που αναπτύσσονται φυσικά στη φυτική βιομάζα (Pleurotus sp.). Tο κέρδος είναι το βασικότερο επίτευγμα αυτής της διαδικασίας.

Βιοενεργά
Η εξόρυξη χημικών ουσιών με προστιθέμενη αξία όπως είναι τα αντιοξειδωτικά γίνεται από την παραγωγή υγρών καυσίμων και βιοαερίου. Το πίτουρο ρυζιού είναι υποπροϊόν της βιομηχανίας άλεσης ρυζιού. Είναι πλούσιο σε φυτικές ίνες, πρωτεΐνες, μέταλλα, βιταμίνες και φυτοχημικά όπως οι πολυφαινόλες. Η κατανάλωση πίτουρου ρυζιού έχει αναφερθεί ότι έχει αντικαρκινικά αποτελέσματα και καρδιαγγειακά οφέλη για την υγεία και μπορεί να μειώσει ακόμη και τη χοληστερόλη. Μελέτες απέδειξαν ότι η προσθήκη πίτουρου ρυζιού σε αλεύρι σίτου κατά 30%, πενταπλασίασε την αντιοξειδωτική δραστηριότητα του ψωμιού και το παραγόμενο προϊόν ήταν αποδεκτό αν και είχε χαμηλή ποσότητα βιταμίνης Ε.

Νανοσωματίδια
Σε πρόσφατες μελέτες χρησιμοποιήθηκε πίτουρο ρυζιού ως βασικό συστατικό για την παραγωγή νανοσωματιδίων. Τα βιοπολυμερή όπως η κυτταρίνη και το άμυλο χρησιμοποιούνται διαρκώς για τη σύνθεση σταθερών νανοσωματιδίων λόγω των ανανεώσιμων πόρων.

Βιοαποικοδομήσιμα πλαστικά
Τα PHAs είναι πλαστικά υλικά που η παραγωγή τους κοστίζει αρκετά. Ως υπόστρωμα για την παραγωγή τους χρησιμοποιήθηκαν τα απόβλητα τροφίμων και τα γεωργικά υπολείμματα που είναι σε αφθονία.

Κολλαγόνο
Το κολλαγόνο είναι ένας από τους συνηθέστερους τύπους πρωτεϊνών σε πολυκύτταρους οργανισμούς και χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία καλλυντικών, στην ιατρική και την φαρμακοβιομηχανία. Τα ζωικά απορρίμματα τροφίμων, όπως τα απόβλητα ψαριών, χρησιμοποιούνται ευρέως ως πρώτες ύλες για την παραγωγή κολλαγόνου.

Πηγή: www.free-recycle.gr