Life cycle assessment of laboratory-scale chitosan production: comparison of high-pressure processing-assisted and conventional methods

Kitosaani järele on suur nõudlus selle laia kasutusala tõttu, mille tulemuseks on usaldusväärne turg. Kitosaani tavapärased keemilised ekstraheerimismeetodid ei ole keskkonnasõbralikud, nõuavad tugevaid happeid ja aluseid ning tekitavad mürgiseid jäätmeid. Kitosaani keemiline ekstraheerimine kõrgsurvetöötlusega (HPP) võib anda suurema tootmissaagise. Seetõttu on selle meetodi keskkonnamõju hindamine ülioluline. Selles artiklis esitatakse kitosaani tootmismeetodite põhjalik ja võrdlev analüüs keskkonna vaatenurgast, keskendudes HPP-toega ja tavapärastele tehnikatele. Uuringus hinnatakse tavapäraste ja HPPga kitosaani tootmisprotsesside keskkonnajalajälge, kasutades elutsükli hindamise (LCA) metoodikat. Tulemused näitavad, et võrreldes tavapäraste meetoditega on HPP abil tootmisel positiivsem keskkonnamõju, iseäranis väheneb kliima muutuste mõju (64%). Tundlikkus- ja stsenaariumianalüüsid kinnitavad leidude õigsust, võttes arvesse elektri tootmise piirkondade muutmist ja alternatiivseid iseloomustusmeetodeid. Määramatuse analüüs näitab mõõdukat määramatuse taset, mis kinnitab andmete usaldusväärsust. Uuringust järeldub, et HPPga kitosaani tootmine pakub erinevates näitajates säästvamat ja väiksema keskkonnajalajäljega lähenemisviisi. Need leiud annavad kitosaanitööstuse asjaosalistele väärtuslikke juhiseid säästvama arengu edendamiseks ja kesk konna mõju minimeerimiseks.

Chitosan is in high demand due to its wide range of applications, resulting in a reliable market. Conventional chemical extraction methods of chitosan are harsh, require strong acids and bases, and produce toxic waste products. High-pressure processing (HPP)-assisted chemical extraction of chitosan has the potential to result in a higher production yield. It is crucial to evaluate the environmental performance of this method. This paper presents a comprehensive comparative analysis of chitosan production methods from an environmental perspective, focusing on HPP-assisted and conventional techniques. Employing life cycle assessment (LCA) methodologies, the study evaluates the environmental footprints of conventional and HPPsuperior environmental performance, particularly in reducing climate change impact by 64% compared to conventional methods. Sensitivity and scenario analyses confirm the robustness of findings, considering changes in electricity production regions and alternative char ac terization methods. Uncertainty analysis indicates moderate uncertainty levels, affirming data reliability. The study concludes that HPP-assisted chitosan production offers a more sus tainable approach with lower environmental footprints across various endpoints. These find ings provide valuable guidance for stakeholders in the chitosan industry to enhance sus tainability practices and minimize environmental impacts.