Barwniki chemiczne mają znaczący, choć często pomijany wpływ na środowisko Indii. W tętniącym życiem przemyśle tekstylnym, w którym kwitnie kolor, powszechne stosowanie barwników chemicznych stanowi wieloaspektowe zagrożenie dla środowiska.

Barwniki te, zawierające metale ciężkie i toksyczne związki, przedostają się do zbiorników wodnych, gleby i powietrza, zanieczyszczając kluczowe zasoby naturalne. Nie tylko zanieczyszczają przyrodę, ale także wpływają na łańcuch pokarmowy w zbiornikach wodnych.

Jak wynika z artykułu badawczego opublikowanego przez Science Direct: „Barwniki tekstylne działają również jako czynniki toksyczne, mutagenne i rakotwórcze, utrzymują się jako substancje zanieczyszczające środowisko i przenikają przez całe łańcuchy pokarmowe, powodując biomagnifikację, w wyniku czego organizmy na wyższych poziomach troficznych wykazują wyższy poziom skażenia w porównaniu z ich organizmami. ofiara.”

Alternatywy, takie jak używanie kwiatów do barwienia i barwników do tekstyliów, zyskują na popularności, ale wiążą się z szeregiem wyzwań, w tym dostępnością, ryzykiem blaknięcia i kosztami.

„Istnieje również problem spójności kolorów. Przemysł tekstylny potrzebuje tej samej konsystencji koloru na każdym materiale, co staje się trudne w przypadku kolorów pochodzenia kwiatowego” – mówi Vaishali Kulkarni z KBCols Sciences.

KBCols to firma naukowa produkująca naturalne barwniki. Firma, której współzałożycielami są Vaishali Kulkarni i jej mąż Aryan Singh, znalazła sposób na wytwarzanie naturalnych barwników z odpadów przy użyciu drobnoustrojów!

Jak działa nauka, która się za tym kryje? Założyciele wyjaśniają zawiłości w wywiadzie Lepsze Indie.

„To było przeznaczenie”

Urodzona i wychowana w Bombaju w stanie Maharasztra Vaishali twierdzi, że nigdy nie planowała zostać przedsiębiorcą. „Jestem naukowcem, ale obrót wydarzeń zaprowadził mnie do branży kolorowej” – mówi.

Po ukończeniu studiów podyplomowych zdecydowała się na doktorat na uczelni w Bombaju.

„W czasie moich studiów doktoranckich do naszej uczelni często trafiały projekty dotyczące uzdatniania wody zabarwionej na wydziale tekstylnym. Naukowcy mieli za zadanie rozwiązać ten problem, stosując różne operacje jednostkowe w celu oczyszczenia wody. Stało się oczywiste, że lepiej zapobiegać niż leczyć” – zastanawia się.

To dało mi pomysł, w jaki sposób mogłaby wytwarzać naturalne barwniki, zamiast próbować oczyszczać zanieczyszczoną wodę.

To właśnie w tym czasie poznała Aryana, który miał podobny pomysł.

„Chcieliśmy zająć się pierwotną przyczyną, a nie konsekwencjami. Doszliśmy do wniosku, że zamiast kontrolować uwalnianie szkodliwych barwników do wody po ich zastosowaniu w tekstyliach i innych gałęziach przemysłu, rozsądniej byłoby opracować bezpieczniejsze alternatywy. Pomysł wzbudził nasze zainteresowanie i zaczęliśmy intensywnie nad nim pracować – informuje.

Po ukończeniu doktoratu zdecydowała się ubiegać o stypendium rządowe.

„Złożyliśmy wniosek o grant i został on przyznany firmie KDCols na przeprowadzenie badań potwierdzających koncepcję (POC). Zgodnie z wymogami dotacji musieliśmy wybrać ośrodek inkubacyjny, jeśli nie mieliśmy dostępu do laboratorium ani nie mieliśmy na myśli konkretnych tematów” – wspomina.

„Najbliżej Bombaju znajdowało się w Pune, gdzie Venture Center udostępniło tę placówkę. W związku z tym zostaliśmy tam inkubowani i nasza podróż zaczęła się na dobre w 2018 roku” – dodaje.

Duet założył firmę w tym samym roku i od tego czasu pracują nad wytwarzaniem organicznych barwników z odpadów.

„Wszyscy wiemy, że kolory są wszechobecne i można je znaleźć w niemal każdej branży, w tym w tekstyliach, żywności i kosmetykach. Często kojarzymy określone kolory z określonymi produktami, na przykład oczekiwanie, że jabłka powinny być czerwone. W związku z tym kolor odgrywa znaczącą rolę w naszych codziennych działaniach” – zastanawia się Vaishali.

Ponieważ około 80 procent gałęzi przemysłu na świecie wykorzystuje barwniki chemiczne, mają one również wpływ na nasze zasoby ropy naftowej.

„Te barwniki pochodzą głównie z zasobów ropy naftowej, których zasoby są ograniczone. Dlatego nieuniknione jest, że pewnego dnia zasoby ropy naftowej się wyczerpią. Skuteczną alternatywą była potrzeba chwili” – mówi.

Na dzisiejszym rynku dostępne są opcje w postaci kolorów warzyw i kwiatów, ale brakuje im trwałości.

„Potrzebują ogromnych ilości ziemi do uprawy. Na przykład uprawa określonych roślin lub kwiatów wymaga dużych zasobów ziemi i często podlega wahaniom sezonowym, a dojrzewanie zajmuje miesiące” – mówi.

Używanie drobnoustrojów do tworzenia kolorów

Jednym z głównych wyzwań stojących przed branżą związaną z kolorami kwiatów i warzyw jest ich brak powtarzalności. Ich kolory są zróżnicowane, co utrudnia osiągnięcie spójności. Ta niespójność uniemożliwia ich powszechne przyjęcie na skalę przemysłową.

„Aby rozwiązać ten problem, duet zdecydował się wykorzystać mikroorganizmy. Nasze kolory to naturalne biobarwy, oferujące niezawodne i zrównoważone rozwiązanie wyzwań stawianych przez tradycyjne kolory warzyw i kwiatów” – stwierdza.

Surowce do produkcji tych kolorów pochodzą z odpadów.

„Mikroorganizmy posiadają nieodłączne właściwości, które umożliwiają im wytwarzanie kolorów, jak podaje literatura. Jednak pomimo tej wiedzy nikt w Indiach nie odważył się na produkcję przemysłową lub komercyjną przy użyciu tej metody” – mówi.

Dostrzegając ten niewykorzystany potencjał, duet postanowił zbadać ten obszar i zaoferować naturalne opcje kolorystyczne.

„Nasze podejście polega na wykorzystaniu mieszanki kolorów roślinnych lub roślinnych. Barwniki te można hodować w reaktorze pionowym, co pozwala na wydajną produkcję w okresie wsadowym trwającym od 16 do 24 godzin” – mówi.

Kontynuuje: „Co ciekawe, proces ten nie opiera się na zasobach ropy naftowej ani wysokich temperaturach podczas uprawy. Zamiast tego wykorzystujemy odpady rolnicze wraz z cukrami i solami do hodowli mikroorganizmów w reaktorze”.

Mówiąc o procesie badawczo-rozwojowym, mówi o ograniczeniach, jakie niesie ze sobą wykorzystanie drobnoustrojów.

„Mikroorganizmy mają tendencję do wytwarzania koloru pod wpływem stresu. Dlatego musimy pobierać próbki z różnych środowisk, w których mikroorganizmy są w sposób naturalny narażone na działanie stresorów. Izolowanie mikroorganizmów pigmentowanych spośród wielu bakterii i mikroorganizmów wymaga pobrania próbek gleby oraz badania przesiewowego próbek wody i powietrza z różnych lokalizacji. Co ciekawe, nawet niewielka ilość gleby, zaledwie jeden miligram, może dać początek tysiącom drobnoustrojów” – mówi.

Dodaje: „Chociaż ta faza badań i rozwoju jest czasochłonna, gdy uda nam się wyizolować drobnoustrój o pożądanym kolorze, staje się on cenną własnością firmy”.

Jak to przełożyło się na rynek?

Izolowanie drobnoustrojów, ponieważ jest to czasochłonny proces, opóźnia parę z wprowadzeniem swoich produktów na rynek.

„Wcześniej współpracowaliśmy z projektantem z Pune, aby wypuścić małą kolekcję. Kolekcję tę zaprezentowano podczas Lakme Fashion Week 2022 w Delhi, gdzie modelki nosiły ubrania farbowane w naszych kolorach. Chociaż pełniło to funkcję miękkiego uruchomienia, nasza oficjalna premiera komercyjna zaplanowana jest na koniec tego roku lub w następnym” – informuje.

Mówiąc o tym, jak ich kolory są konkurencyjne w porównaniu z barwnikami syntetycznymi dostępnymi na rynku, Vaishali wyjaśnia: „W przypadku tekstyliów parametry użytkowe opierają się na trzech aspektach: odporności kolorów na światło, praniu i pocieraniu. Trwałość kolorów na światło odnosi się do odporności tkaniny na blaknięcie pod wpływem światła słonecznego. Odporność na pranie określa, jak dobrze kolor utrzymuje się po wystawieniu na działanie ostrych detergentów. Odporność na tarcie mierzy stabilność koloru tkaniny pod wpływem tarcia.”

Dla każdego parametru standardy przemysłowe zazwyczaj mieszczą się w zakresie od 1 do 5, przy czym wyższa wartość oznacza lepszą wydajność.

„Kolory chemiczne często uzyskują doskonałą ocenę 5, podczas gdy nasze naturalne kolory zazwyczaj uzyskują ocenę od 3 do 4 w zakresie odporności na światło i 5 w zakresie odporności na pranie, co jest akceptowalnym standardem branżowym” – mówi.

Dzieląc się swoimi planami na przyszłość, Vaishali informuje, że duet koncentruje się na jak najszybszym wprowadzeniu produktu na rynek.

„Obecnie jesteśmy także w trakcie budowy naszego zakładu demonstracyjnego w Pune, którego szacowana wydajność wynosi około 500 kg miesięcznie. Celem tej ekspansji jest zwiększenie naszych mocy produkcyjnych. Oprócz tekstyliów planujemy także dywersyfikację działalności w sektorze kosmetycznym i spożywczym” – mówi.

Chcesz dowiedzieć się więcej o ich genialnej technologii? Odwiedź ich stronę internetową, aby dowiedzieć się więcej.

(pod redakcją Padmashree Pande)