Mardi Gras in New Orleans is een beroemde onheilige puinhoop. Na de viering van 2018 vroegen sommigen zich af of het te ver was gegaan. Afgezien van het bacchanale overschot, liet de parade 950 ton puin achter in souvenirs, afval en kralen, meldde de Times-Picayune, met meer dan 620 ton op weg naar stortplaatsen tegen half februari. Stadsbemanningen haalden na de vakantie alleen al 46 ton kralen op die de waterbassins in de stad verstopten.
Je zou kunnen zeggen dat de partij een microkosmos is van ons wereldwijde probleem met plastic, met plastic dat in de wereldzeeën groeit en stortplaatsen die zich ophopen met dingen die weigeren te ontleden. En de kunststofindustrie blijft bloeien en geeft naar schatting $ 180 miljard uit om in 2025 alleen al in de Verenigde Staten meer dan 260 nieuwe plasticfabrieken te bouwen, waardoor de plasticproductie met een derde wordt verhoogd, aldus bioloog Susan Shaw, oprichter en president van het Shaw Institute. "We schatten dat we elk jaar 8 miljoen ton plastic in de oceaan stoppen", merkt ze op, "en het gaat honderden jaren mee in het milieu."
Met dergelijke bezorgdheid kijken onderzoekers naar alternatieven, waaronder 'organische kunststoffen' uit plantaardig materiaal dat ontbindt. De technische uitdaging wordt gecompliceerd door een economische hindernis: plantaardige kunststoffen maken die zowel biologisch afbreekbaar als commercieel levensvatbaar zijn.
Naohiro Kato, een moleculair bioloog en professor aan de Louisiana State University, begint met biologisch afbreekbare kralen van Mardi Gras.
Probleemoplossing op moleculair niveau
Felgekleurde kralen stonden niet in het oorspronkelijke loopbaantraject van Kato. Hij was op weg naar voedselwetenschappelijk onderzoek toen hij promoveerde aan de Hiroshima University, met als doel het probleem van wereldwijde voedselzekerheid aan te pakken. Het grootste deel van Kato's onderzoekscentra op het gebied van medische toepassingen zoals nanofarmaceutica voor de behandeling van kanker en hart- en vaatziekten. Maar sinds hij in 2005 naar Baton Rouge verhuisde, houdt hij ook van Mardi Gras.
Kato neigt naar algen in zijn lab. (Paige Jarreau / LSU) De komst naar Louisiana State vanuit Rutgers was een grote cultuurverandering - zo groot als zijn verhuizing van Japan naar New Jersey in de late jaren 1990. “Mensen waren zo gul, zo nuchter. Mensen hadden geen haast, 'legt hij uit. Zoals, geen. In een afrekenlijn van Baton Rouge kon hij vijf minuten wachten terwijl de bediende met een klant praatte.
“Ik had zoiets van, waarom beweegt de lijn niet? "Geeft Kato toe. Geleidelijk aan kreeg hij de lokale behoefte om te praten over het weer, eten, het leven.
Zijn eerste zomer daar sloeg Katrina de Golf. In de nasleep van de storm leed zijn buurt een weeklange stroomuitval. Geen elektriciteit of water. Buren kwamen samen om te eten. "Kom maar eens langs, " zeiden mensen. "Dus we hebben bijna elke avond gebarbecued."
"Die ervaring heeft ons echt meer op ons gemak laten voelen over het leven in Louisiana, " zegt Kato.
Hij en zijn familie gingen lokale tradities waarderen. "Dat bracht me ertoe aandachtiger te kijken naar de cultuur die we hier hebben", zegt hij. "Hier praten mensen over eten, en wat te eten vanavond, en Mardi Gras komt eraan, en de parade route."
Mardi Gras in Baton Rouge is meer ingehouden dan in New Orleans, maar de verspilling van de partij is een probleem in de hele staat. Daarna zie je overal kralen, zegt Kato, "gevangen in boomtakken, elektrische leidingen en in afwateringssloten".
Op een feestje praatte Kato met een documentairemaker, David Redmon, wiens film Mardi Gras: Made in China het problematische pad van Mardi Gras-kralen volgde. Kato verliet de partij met de gedachte: 'We kunnen het beter doen. Waarom gebruiken mensen geen biologisch afbreekbare Mardi Gras-kralen? Dat zou een manier moeten zijn. "
Uitvinding door ongeval
Niet lang daarna werkten Kato en zijn studenten met algen voor medische toepassingen toen een toevallige ontdekking een belangrijk puzzelstukje opleverde.
Een van zijn studenten had de taak om het laboratorium drie nachten per week te controleren om reageerbuisjes microalgen van de centrifuge naar de vriezer te verplaatsen. "Op een nacht vergat hij", zegt Kato.
De volgende ochtend opende Kato het laboratorium om op de bodem van de centrifuge een grote bol algen te vinden die olie verzamelde. Dit, zag hij vrijwel onmiddellijk, kon een belangrijk ingrediënt vormen voor bolvormige bioplastische kralen.
De biologisch afbreekbare kralen en verdubbeling van Mardi Gras zijn gemaakt van microalgen biomassa. (Paige Jarreau / LSU) Het team van Kato ging op zoek naar groeiende microalgen voor kralen die biologisch zouden worden afgebroken. Ze kunnen de microalgen van vijveroppervlakken in Louisiana oogsten, wat het natuurlijke voordeel van overvloedig zonlicht heeft. Kato heeft een patent aangevraagd voor zijn methode, waarbij de microalgen worden gemengd met chemicaliën om verbindingen in de algen te oxideren en verknoping te bevorderen zodat ze aan elkaar blijven plakken. Hij past warmte en druk toe om de verknoping te bevorderen, gevolgd door een droogperiode.
Om het water van de markt te testen, sprak Kato met de krewe-leiders van Mardi Gras. Een aantal, waaronder zijn lokale krewe van Southdowns, vond het idee om hun plastic voetafdruk te verkleinen aantrekkelijk.
Kato en Southdowns krewe-leider William Gladney houden dubbele ballonnen gemaakt van microalgen. (Irene Kato) Het sprak ook anderen in de industrie aan. Bill Horner, CEO van Totally Green Bottles, een maker van composteerbare flessen internationaal, zegt de innovatie van Kato “is uiterst belangrijk. Ik kan hem niet genoeg applaudisseren. '
Voor Horner is de gouden standaard voor duurzame kunststoffen certificeerbare composteerbaarheid, waarmee wordt bevestigd hoe snel het materiaal afbreekt. "Het heeft te maken met de algemene koolstofvoetafdruk", zegt hij. (Op basis van eerste experimenten schat Kato dat de huidige versie van de kralen in één tot twee jaar in zowel grond als water afbreekt.) Horner voegt eraan toe dat zodra Kato het recept verfijnt voor het maken van de bioplastische kralen, evenals dubbels, op een commercial schaal, "hij zal naar links en rechts kijken, en zien waar het op een andere manier kan werken." Nieuwe kansen zullen ongetwijfeld duidelijk worden.
De hindernis van schaal
Kato en zijn team zijn zich terdege bewust van de uitdagingen die voor hen liggen. Fundamenteel zijn de productiekosten een grote hindernis: ongeveer tien keer hoger dan voor gewone plastic kralen. Kopers die een premie voor duurzaamheid willen betalen, kunnen die kloof helpen overbruggen. Maar de rest van het verschil kan een soort kruissubsidie of synergie met andere producten vereisen. Kato onderzoekt samen met zijn collega's in de gezondheidssector nutraceuticals die ook microalgen gebruiken.
"Bij bioplastics zijn kosten en schaalbaarheid de belangrijkste uitdagingen", zegt Horner. Een deel van het proces is het overtuigen van de markt om lang te kijken. Door rekening te houden met de verborgen externe kosten van plasticvervuiling, gezondheidseffecten en sanering, wordt het argument aangevoerd voor een prijspremie voor kralen die de gemeentelijke afvoersystemen en stortplaatsen niet verstoppen.
"Er zijn zoveel mensen zich nu bewust van het plasticprobleem, je hoeft geen milieuactivist te zijn om het te krijgen", zegt Horner. "We hebben de plastic crisis elk jaar zien verslechteren."
Susan Shaw geeft de voorkeur aan opties die plastic helemaal vermijden, maar is het ermee eens dat producten op basis van microalgen, zoals materialen op basis van zeewier, veelbelovend zijn. "We moeten de omzet verhogen om dit alles te laten werken", voegt ze eraan toe.
Voor nu maakt Kato zich op om 3.000 kettingen te maken voor volgend jaar. Voor dat bedrag heeft hij een vijver nodig ter grootte van een voetbalveld. En hij test de markt met krewes en retailers. De vraag die hij het vaakst hoort is: "Kun je ons de kleuren geven?"
"Daar werken we aan", zegt hij, terwijl ze het parelrecept van de volgende generatie ontwikkelen.
