Новое исследование демонстрирует процесс, позволяющий сделать бумажные пакеты более прочными.
В то время как мир ищет способы сократить использование пластика, такого как одноразовые пластиковые пакеты, новое исследование, проведенное исследователями штата Пенсильвания, демонстрирует процесс, позволяющий сделать бумажные пакеты более прочными, особенно когда они намокают, чтобы сделать их жизнеспособной альтернативой.
Исследование предлагает процесс создания бумажных пакетов, достаточно прочных, чтобы их можно было использовать несколько раз, а затем химически разлагать щелочной обработкой, чтобы использовать в качестве источника для производства биотоплива, по словам исследователя Даниэля Циолкоша, доцента-исследователя сельскохозяйственной и биологической инженерии.
«Переработка и сокращение бумажных отходов также помогает сократить общее количество твердых отходов, предназначенных для захоронения. Это концепция, которую, по нашему мнению, должно учитывать общество». Ведущий исследователь Джайя Трипати разработала инновационный процесс, при котором целлюлоза в бумаге подвергается торрефикации или обжариванию в кислородной среде.
- лишенная окружающей среды, чтобы значительно увеличить ее прочность на растяжение во влажном состоянии. Она объяснила, что бумажные пакеты являются популярной альтернативой пластиковым пакетам для снижения воздействия на окружающую среду, вызванного использованием пластика, но бумажные пакеты имеют короткий срок службы из-за их низкой прочности, особенно во влажном состоянии. А бумажный пакет необходимо использовать несколько раз, чтобы уменьшить его потенциал глобального потепления до уровня ниже, чем у обычного полиэтиленового пакета высокой плотности, добавила Трипати.
«Повторное использование в основном определяется прочностью мешка, и маловероятно, что обычный бумажный пакет можно использовать повторно необходимое количество раз из-за его низкой прочности при намокании», — сказала она.
«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. Решением может быть торрефикация».
Поскольку торрефикация уменьшила выход глюкозы в бумаге, она затем обработала бумагу раствором гидроксида натрия, также известного как щелочь или каустическая сода, что увеличило выход глюкозы, что сделало ее лучшим источником для производства биотоплива.
В результатах, недавно опубликованных в журнале Resources, Conservation and Recycling, при использовании фильтровальной бумаги в качестве среды исследователи сообщили, что прочность бумаги на растяжение во влажном состоянии увеличилась на 1533%, 2233%, 1567% и 557% после торрефикации в течение 40 минут при температуре 392°С.
градусов по Фаренгейту, 428 F, 464 F и 500 F соответственно. Исследователи отметили, что выход глюкозы уменьшался с усилением торрефикации, но после обработки торрефицированных образцов бумаги щелочным раствором гидроксида натрия выход глюкозы увеличивался.
Трипати отметила, что потребность в концепции, подобной той, что продемонстрировали исследователи для замены пластиковых пакетов, очевидна.
По данным Программы ООН по окружающей среде, ежегодно в мире производится 5 триллионов пластиковых пакетов. На то, чтобы эти мешки полностью разрушились, может уйти до 1000 лет. Ежегодно американцы выбрасывают 100 миллиардов мешков, что эквивалентно сбросу почти 12 миллионов баррелей сырой нефти. «Переходя на более прочные многоразовые бумажные пакеты для покупок, мы могли бы избавиться от большей части этих отходов», — сказала Трипати.
Источник: Jaya Tripathi, Daniel Ciolkosz, Dan G. Sykes. Torrefied paper as a packaging material and subsequently as a bioethanol substrate: Synergy of torrefaction and alkaline treatment for increased utility. Resources, Conservation and Recycling, 2023; 191: 106882 DOI: 10.1016/j.resconrec.2023.106882