Tagasi Californias elades leidis Katrina Cornish, et ta imestas nende lahtiste veoautode pärast, mida ta nägi vedamas suuri koormaid küpseid tomateid. Miks polnud tema arvates põhjas olevad tomatid suurteks punasteks pudruks purustatud.
Põhjus, millest ta hiljem teada saab, on see, et tomatitel oli aretatud sitke nahk, mis võimaldas neil kogu seda raskust ülalt taluda.
Seda natuke teadmisi tuleks Cornishile teenida pärast seda, kui ta kolis Ohio osariigi ülikooli, kus ta on biomaterjalide uurija. Hiljuti avastasid ta koos oma uurimisrühmaga, et mitte ainult need sitked tomatikoored, vaid ka purustatud munakoored võivad olla tõhusad autorehvides kasutatava naftapõhise täiteaine asendajad.
"See, mida soovite täiteaines, on midagi tõeliselt sitket ja tugevat, " ütleb ta. "Seetõttu vaatasime tomatikoort."
Rehvides ja muudes kummitoodetes on valitud täiteaine juba pikka aega nn süsimust, pulbriline süsiniku toode, mis moodustab enamusest rehvidest 30 protsenti. Tegelikult on see põhjus, miks paljud kummitooted on mustad. Tahm aitab muuta rehvide kummi vastupidavamaks.
Kuid seda on üha vähem, kuna arenguriikides kasvab nõudlus autode järele kiiresti. Samal ajal on USAs tahma tootmine viimastel aastatel vähenenud, kuna EPA purunes taimedele, mis eraldavad liiga palju vääveldioksiidi ja lämmastikoksiidi.
See on muutnud USA kummitootjad sõltuvaks ülemeremaade ettevõtetest toote suhtes, mis on alati olnud vastuvõtlik nafta maailmaturuhindade kõikumistele.
Toidujäätmete potentsiaal
Seega, kui saaksite toidujäätmeid kasutada vajaliku tahma koguse vähendamiseks, saaks kulusid vähendada. Samuti võiks see tuua kasu keskkonnale. "Üks põhjus, miks need on sellised eelised, on kogu jätkusuutlikkuse küsimus, " ütleb Cornish. “Tahma toodetakse naftaga. Kui saaksite hakata mõnda sellist mittesäästvat materjali asendama säästva materjaliga, siis aitate meil võõrutada nafta. "
Toidujäätmetest pole Ameerikas ilmselgelt puudust. Ameeriklased tarbivad aastas rohkem kui 30 naela tomateid inimese kohta, vastavalt põllumajandusministeeriumi andmetele on enamik neist konserveeritud või mingil viisil töödeldud, näiteks kaste pitsal. Toidufirmad koorivad ja visavad karmi naha ära. Ja iga ameeriklane tarbib keskmiselt ligi 270 muna aastas, mis teeb riigis kokku umbes 86 miljardit muna. Ligikaudu 40 protsenti nendest munadest kasutavad toidukäitlejad, kes toimetavad tonni krakitud kooreid prügilatesse. Seal nad istuvad pikka aega, sest nad ei lagune eriti kergelt.
"Arvasime, et munakooride kasutamine täiteainena oleks parem saatus kui prügilasse sattumine, " ütleb Cornish. "Ja ma olin väga meeldivalt üllatunud, kui selgus, et need on väga tõhusad tugevdavad täiteained, mitte aga lahjendusained."
Kuivatatud ja jahvatatud tomati nahad (ülemine) ja munakoorid (põhi) töödeldakse enne kummi lisamist jämedaks, keskmiseks ja peeneks pulbriks. (Kenneth Chamberlain, Ohio Riikliku Ülikooli viisakus) Nagu Cornish selgitab, on lahjendusaine täitematerjal selline, mis muudab kompositsiooni nõrgemaks ja jäigemaks, seda rohkem seda tootele lisatakse. See vähendab kulusid, kuid vähendab ka kvaliteeti. Armeeriv täiteaine seevastu suurendab toote tugevust, ehkki see võib vähendada ka selle elastsust.
"Kuid mõne sellise uue täiteaine, munakoori ja tomatikoorega koos kasutamisel koos tahmaga on võimalik saavutada tugevuse suurenemine, kuid mitte kõvaduse suurenemine või elastsuse vähenemine, " ütleb ta.
Teisisõnu leiti, et toidujäätmete täiteained tugevdavad kummi, hoides seda samal ajal elastsena.
Jätkusuutlikud alternatiivid
Siiani on Ohio osariigi meeskond munakoore või tomatikoort edukalt testinud koos tahmaga, vähendades traditsioonilise täiteaine kogust ilma seda asendamata. Teadlased ei ole veel kahte toidujäätmeid täiteaines kokku ühendanud. Nad tegelevad selle väljaselgitamisega, kuidas nende kahe ühendamine - koos tahmaga ja ilma - võib muuta unikaalseid mehaanilisi omadusi, mis igaüks eraldi kummi jõudluse suurendab. Lõppkokkuvõttes oleks eesmärk luua erinevatele kombinatsioonidele “retseptid”, et saada tulemusi, mis vastavad kõige paremini sellele, mida tootja vajab.
„Oleme juba näidanud, et saate kasutada erinevaid omaduste kombinatsioone, kasutades neid lihtsalt koos tahmaga, mida rohkem kui tahma ise saab. Meile tundub, et suudame selle veelgi kaugemale viia, ühendades need mõlemad intelligentse kujundusega ennustavalt, ”sõnab Cornish.
Katrina Cornish (vasakul) ja Cindy Barrera (paremal) uurivad jahvatatud tomatite nahku ja munakoori ning kummiproove. (Kenneth Chamberlain, Ohio Riikliku Ülikooli viisakus) Ta märgib, et teadlased on saanud Fordilt stipendiumi projekti väljatöötamiseks, mille käigus kasutati purustatud munakoori kummist osades, ja et teine kummitootja on avaldanud huvi tomatikoore täiteainega töötamise vastu.
Teadlased on saanud USA patendi- ja kaubamärgiametist tagasisidet oma biojäätmete kummikomposiitide patenditaotluse kohta ja Cornish väidab, et see saadetakse lähiajal uuesti. See tehnoloogia on litsentseeritud ettevõttele, mida Cornish omab ja mille nimi on EnergyEne.
Toodete tootmisel kasutatavate looduslike alternatiivide otsimine pole Cornishi jaoks midagi uut. Ta jälgib ka projekti, et teha kindlaks, kas mitmesuguseid Kasahstani päritolu võililli saab kasutada kummi allikana. Ligikaudu 10–15 protsenti taime juurtest on looduslik kautšuk.
Naise sõnul on tema võti hoida silmad lahti loodusmaailma võimalustest.
„Olen pärit väga laiast taustast ja mind huvitab jätkusuutlik majandus. Ohios on põlluharimine tohutu tööstus, toiduainete töötlemine on tohutu tööstus, ”märgib ta. “Tahtsin vaadata, mida saaksin teha toidutööstusega seotud toiduks mittekasutatava teadlasena. Neil kõigil on suured jäätmed. Jäätmed maksavad palju raha. Jäätmed lähevad prügilasse. Niisiis hindasime, mis on jäätmed ja mida me saaksime nendega teha.
“Ja see osutus suurepäraselt õnnestunud projektiks. Ma ei taha, et see kõlaks patrooniliselt, kuid enamik inimesi ei vaata nende ümber ega näe, mis seal väljas on. ”
