鲜榨橙汁受欢迎,但榨汁后却留下很多橙皮。共和理工学院如今要将这一袋袋垃圾转化为可降解的有机花盆,赋予垃圾价值,未来还可回归土地。

领导这项科研项目的是共和理工学院应用科学系材料创新专家沈丽媚。她受访时介绍,这个研究的核心在于废弃物高值化(valorisation)。在农业副产物流中,很多废弃水果未被妥善利用,最终往往被当作垃圾处理,这其实是一种资源浪费。

“这些原本可以再利用的资源,就这样被丢弃,非常可惜。既然可再利用,为什么不把它们转化为有价值的产品呢?”

基于这样的想法,沈丽媚启动一个善用这类资源的研究项目,她的思考方向是希望利用这些农业副产物制成材料,取代传统材料,尤其是塑料。

至于选择从橙皮着手,是因为甜橙在本地的使用非常普遍,无论是鲜榨果汁自动售卖机,还是在咖啡店的果汁摊,每天都大量使用甜橙,可稳定取得大批原料。这个研究项目在2021年至2022年间启动,当时鲜榨果汁机在本地涌现,废弃的橙皮随之显著大增。

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花盆能自然分解 为植物提供养分

沈丽媚说,制造花盆是一个理想的切入点,因为塑料花盆在植物长大后往往被丢弃,难以回收。她希望设计出一种能自然分解同时能为植物提供养分的花盆,等幼苗长大后连盆直接埋植入土壤中,无需像使用塑料花盆那样,在幼苗长到一定程度后得出盆移植。

共和理工学院应用科学系材料创新专家沈丽媚认为,塑料花盆在植物长大后往往被丢弃,回收不易。因此,她设计一种可自然分解,同时为植物提供养分的花盆,让植物可连盆直接种入土壤,无需从容器中取出或重新移植。(邬福梁摄)
共和理工学院应用科学系材料创新专家沈丽媚认为,塑料花盆在植物长大后往往被丢弃,回收不易。因此,她设计一种可自然分解,同时为植物提供养分的花盆,让植物可连盆直接种入土壤,无需从容器中取出或重新移植。(邬福梁摄)

她以道路绿化为例说,植物幼苗通常在黑色塑料袋中孕育,移植前须将塑料袋拆除,这无形中制造了塑料垃圾。“我的构想是要彻底省去这一环节,从源头减少对塑料的使用。”

此外,橙皮本身含有天然养分,在花盆分解的过程中,这些养分会进入土壤,有助于植物生长。

除了橙皮,沈丽媚也尝试其他农业副产物,包括甘蔗渣、咖啡渣、酿制啤酒后的大麦残渣,甚至是稻草。不同废弃物的特性各异,处理方式略有差别,但整体流程大致相同,仅须在配方上做出细微调整。

她指出,新加坡气候炎热潮湿,容易使这些废弃物发霉,并产生强烈臭味,这是研究过程中的一大挑战。不过,这样的环境在某些方面反而带来优势。

例如橙皮,它本身含有天然纤维,潮湿的环境有助提升纤维的强韧性,无需额外的加工步骤,减轻处理负担,使制作流程简化。

沈丽媚介绍,为了控制臭味,制作时采用小批量方式,并尽快将材料送去烘干或冷藏,以减缓分解速度。

在处理初期阶段,废弃物确实会散发异味,但经过加工后的成品却可保留天然橙香。这种香气来自橙皮中的自然成分,如柠檬烯(limonene)。

至于有关的制作流程,她说,部分细节因涉及保密限制而无法公开,但整体流程并不复杂,包括除水烘干、研磨成粉,再制造成型;所使用的黏合材料也源自橙皮本身,即所有原料均为环保材质。

若成品不理想,可将之粉碎重做;制成品用过了,也可回收再制,形成一个不含化学添加剂、酸性物质或化石燃料塑料的循环系统。

制作这样一个花盆只需约半小时,过后自然晾干,当天内完成。沈丽媚说,目前这个制造工序以手工为主,若引入机械化设备,生产效率必可大幅提升。

谈及这些花盆的耐用度,沈丽媚出示2022年以来保留的一些成品,依然坚固完整,未出现虫害或明显劣化。

她说,这项技术对企业而言是个双赢方案。企业无需再为焚化处理废弃物付费,反而能将它们转化为有价值的产品。原材料几乎是零成本,制作流程也可融入现有的生产系统,为企业创造新的收入来源,同时降低环境负担。

沈丽媚对这个技术的前景表示乐观,因为它可延伸至容器、包装及类皮革产品等领域。它也可根据业界的具体需求,向实际应用方向持续深化。

她本身接下来则准备探索更多类型废弃物的可塑性,如茶叶渣、棕榈叶等农业副产品;她已开始探索将其中一些材料用于制造个人护理品及水培海绵,但这些都仍在萌芽阶段。