En modekollektion gjord av rester av druvor från vinindustrin och plast gjord av kycklingfjädrar är två nya vändningar på bruket att göra nya produkter från avfall, och en växande efterfrågan på hållbarhet från konsumenter innebär att det kan finnas en redo marknad för denna typ av innovation.

Matsvinn är inte bara resultatet av mat som har försvunnit eller oätna måltider. När mat bearbetas för konsumtion, stora mängder avfall genereras. Den europeiska fjäderfäindustrin, till exempel, genererade cirka 3,1 miljoner ton kasserade fjädrar 2014. Och under vinproduktionen, cirka 25 % av druvornas vikt, såsom skinn och frön, är bortkastade.

Dessa biprodukter kan snart få ett andra liv, när forskare utreder hur de kan omvandla dem till nya material.

"Idén om obegränsade resurser är inte giltig längre så det är nödvändigt att leta efter alternativa källor till råvaror, sa Sarah Montes, forskare med det spanska företaget Cidetec. Hon koordinerar ett projekt som heter KARMA2020, som tittar på hur man omvandlar oönskade fjädrar till biologiskt nedbrytbar plast.

Kycklingfjäderavfall, som genereras nästan över hela världen i stora mängder, förbränns vanligtvis eller hamnar på soptippar eller som lågvärdigt djurfoder. Men det har potential att bli en värdefull resurs. Fjädrar består av cirka 90 % keratin – samma fiberprotein som ger hår, klövar och horn deras seghet.

"Det mesta av avfallet är ett lönsamt material, sa Montes. På grund av dess höga keratininnehåll, fjädrar kommer sannolikt att producera plast som är starkare och mer rivtålig jämfört med de som använder modifierad stärkelse eller växtproteiner, till exempel.

Dock, det finns utmaningar med att använda fjädrar som råvara. Först och främst, de måste saneras före bearbetning för att avlägsna eventuella patogener. Eftersom fjädrar är väldigt lätta, det kan också vara svårt att få dem att flöda genom maskiner, säger Carsten Niermann från det tyska bioplastföretaget FKuR, en av projektingenjörerna.

Ett och ett halvt år in i det treåriga projektet, KARMA2020-teamet har hittills kommit på hur man förbehandlar fjädrar så att de är rena och säkra att hantera, och hur man förvandlar dem till en råvara. De har också skapat prover av fjäderbaserade material som kan användas för förpackningar, med en process där uppvärmt material sprutas in i en form för att forma det.

Ekonomisk genomförbarhet

Nästa utmaning är att skala upp sin produktionsprocess för industriell tillverkning och testa hur väl fjäderbaserade råvaror fungerar i just slutprodukter. Just nu, forskarna tittar i första hand på hur man gör matförpackningar av fjädrar, även om de också utvecklar andra applikationer som gödselmedel med långsam frisättning, kompositmaterial och flamskyddande beläggningar, beroende på ekonomisk och teknisk genomförbarhet.

Efterfrågan på produkter från den cirkulära ekonomin – där biprodukter från en bransch används som råvaror för en annan – skulle kunna dra nytta av ett fenomen som kallas medveten konsumentism. En rapport från Unilever från 2017 visade att en tredjedel av konsumenterna föredrar hållbara varumärken. Och detta kommer sannolikt att växa, eftersom ett företags miljömässiga meriter blir allt viktigare bland unga.

Italienska företaget Vegea, räknar med denna trend för att hjälpa dem att konkurrera med befintliga aktörer inom sitt område – läderproduktion. Produktionen av både animaliskt och syntetiskt läder är väletablerad, men Vegea tror att ett bioläder tillverkat av druvavfall kan hjälpa till att bygga upp en egen marknadsnisch om de visar att deras process är kostnadseffektiv och miljövänlig.

Genom ett projekt kallat WineLeather, Vegea tillverkar sitt bioläder med hjälp av pressrester från druvor – de fasta delarna av druvor som är restprodukter från vinproduktion. Teamet har fokuserat på utvecklingen av naturliga textilier för att möta efterfrågan på hållbara alternativ inom kläd- och klädindustrin.

"Efter att ha tittat på flera potentiella råvaror, druvrester valdes eftersom det innehåller både olja och lignocellulosa, två komponenter som är optimala för att skapa biobaserade textilier med vår teknologi, sa Marco Bernardi, Vegeas forsknings- och utvecklingschef.

För att göra sitt tyg, överblivna druvor torkas först för att bevara dem så att råvaran är tillgänglig året runt och inte bara under vintillverkningssäsongen. Sedan bearbetas råvaran på olika sätt beroende på dess slutanvändning.

'Den är förfinad med specifika behandlingar för att få olika viktgrader, bredd, elasticitet, prägling och färg, sa Bernardi. Slutprodukten sprids sedan till en textil.

Modekollektion

De har redan tagit fram provprodukter med deras material för klädföretaget H&M som visades upp på en utställning förra året. "Vi förberedde en hel modekollektion för dem, med klänningar, skor och väskor gjorda av vårt vinbaserade material, sa Bernardi.

WineLeather-projektet skalar nu upp sin produktionskapacitet så att de kan gå från prototypstadiet till ett kommersiellt företag.

Även om produktionsmetoden använder sig av befintlig teknik, teamet har kommit med grönare alternativ till de giftiga och miljöskadliga kemikalier som vanligtvis används. Deras produktionsprocess anses ha nollpåverkan eftersom de enbart använder avfall som råmaterial, använd inte kemiska reagenser eller ytterligare vatten och producera inga biprodukter.

Bernadi tror att deras material så småningom kan användas som ett substitut för vilken läderprodukt som helst. Dock, även om det har funnits ett stort intresse från bilindustrin och möbeltillverkare, att producera ett lämpligt tyg för användning utanför kläder är mer av en utmaning.

Receptet för deras material och processen måste anpassas för att uppfylla kraven för varje applikation. "Specifikationerna är mycket strängare än vad vi är vana vid inom mode, sa Bernardi.