Новости

Этот дешевый прочный бумажный пакет можно использовать повторно, а затем превратить в биотопливо.

Этот дешевый прочный бумажный пакет можно использовать повторно, а затем превратить в биотопливо

Мы используем пять триллионов пластиковых пакетов каждый год, и они входят в пятерку лучших пластиковых продуктов, встречающихся в естественной среде. Тем не менее, с бумагой дела обстоят не лучше: во многих исследованиях, в том числе в отчете ЮНЕП за 2020 год, упоминаются экологические издержки энергоемкого и ресурсоемкого процесса производства менее прочной пластиковой альтернативы.

Часть проблемы с бумажными пакетами заключается в их относительно коротком жизненном цикле, их несовместимости с влагой и отсутствии реальной полезности после недолгого использования в качестве хрупкого контейнера.

Исследователи из Университета штата Пенсильвания решили решить эти проблемы и создали продукт, который может принести пользу потребителям и окружающей среде. С помощью недорогих термических и химических манипуляций ученые создали бумажный продукт, достаточно прочный, чтобы его можно было многократно использовать повторно, устойчивый к воздействию воды и, в конечном счете, пригодный для использования в качестве хорошего источника биотоплива в конце производственного процесса.

«Повторное использование в основном определяется прочностью мешка, и маловероятно, что обычный бумажный пакет можно будет использовать повторно необходимое количество раз из-за его низкой прочности при намокании», — сказала ведущий исследователь Джайя Трипати, ранее работавшая в Университете Пенсильвании, ныне работающая в Объединенном Институт биоэнергетики, Калифорния. «Использование дорогостоящих химических процессов для повышения прочности во влажном состоянии снижает экологичность и рентабельность бумаги для коммерческого применения, поэтому необходимо изучить нехимические методы повышения прочности бумажных пакетов во влажном состоянии».

Техника, которую отстаивал Трипати, заключалась в торрефикации, при которой целлюлоза бумаги медленно нагревалась в пространстве с дефицитом кислорода, чтобы увеличить ее прочность на растяжение во влажном состоянии. После 40 минут торрефикации прочность бумаги на разрыв во влажном состоянии достигла пика 1533 % при 392 °F (200 °C) и неуклонно снижалась по мере увеличения температуры.

«Я искала кое-что еще, изучая, как торрефикация влияет на выход глюкозы из целлюлозы для использования в качестве субстрата для биотоплива», — сказала она. «Но я заметил, что прочность бумаги увеличивалась по мере того, как мы торрефицировали целлюлозу. Это заставило меня подумать, что он, вероятно, будет хорош для упаковки, а это совершенно другое применение».

Этот более прочный продукт мог выдержать использование бумажного пакета после использования, влажного и сухого, однако торрефикация снизила его полезность. как продукт биотоплива, что значительно снижает выход глюкозы продукта. Чтобы противостоять этому, исследователи обработали бумагу щелочным раствором гидроксида натрия. Бумага уменьшилась с 690 мг/г субстрата из биомассы (при торрефикации при 392 °F) до 933 мг/г при 10%-ной щелочной обработке.

«Переходя на более прочные многоразовые бумажные пакеты для покупок, мы могли бы избавиться от большей части этих отходов», — сказал Трипати. «Последствия технологии, подобной той, которую мы продемонстрировали в этом исследовании, — если ее можно будет усовершенствовать — включая использование изношенных мешков в качестве субстрата для производства биотоплива, будут огромными».

В то время как эта лаборатория исследование с моделью фильтровальной бумаги показало многообещающие результаты, но до практического применения явно далеко. Однако продление жизненного цикла бумаги, повышение ее прочности и нахождение для нее применения после утилизации может в значительной степени компенсировать экологические издержки ее производства и сделать ее жизнеспособной альтернативой пластику.

“ Когда основное использование этих бумажных изделий заканчивается, их использование для второстепенных целей делает их более устойчивыми», — сказал исследователь Даниэль Циолкош, адъюнкт-профессор сельскохозяйственной и биологической инженерии в Пенсильвании. «Мы считаем, что общество должно рассмотреть эту концепцию».

Исследование было опубликовано в журнале Resources, Conservation and Recycling.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»