Будущее может стать более прочными бумажными пакетами, которые можно будет использовать повторно, а затем перерабатывать для получения биотоплива.

Nov 18, 2023

Бумажные пакеты — популярная альтернатива пластиковым пакетам, позволяющая снизить воздействие на окружающую среду.

Использование бумаги в США снижается, но упаковка, упаковка и картон растут благодаря росту электронной коммерции. Бумажные пакеты — популярная альтернатива пластиковым пакетам, позволяющая снизить воздействие на окружающую среду, вызванное использованием пластика. Однако срок их службы ограничен из-за низкой долговечности.

Бумажные пакеты необходимо использовать повторно несколько раз, прежде чем их потенциал глобального потепления снизится до уровня обычных пакетов из полиэтилена высокой плотности (HDPE).

Исследователи из штата Пенсильвания разработали метод укрепления бумажных пакетов, особенно во влажном состоянии, что делает их более жизнеспособной альтернативой пластиковым пакетам.

Даниэль Чолкош, доцент-исследователь сельскохозяйственной и биологической инженерии, сказал: «Когда основное использование этих бумажных изделий заканчивается, их использование для вторичных целей делает их более устойчивыми. Переработка и сокращение бумажных отходов также помогают уменьшить общее количество твердых отходов, отправляемых на свалки. Мы считаем, что общество должно принять эту концепцию».

Новое исследование предлагает процесс создания бумажных пакетов, которые достаточно прочны, чтобы их можно было использовать многократно, а затем химически расщепляются щелочной обработкой и используются в качестве источника для производства биотоплива.

Обжиг целлюлозы в бумаге или обжиг ее в среде, лишенной кислорода, значительно увеличивает ее прочность на разрыв во влажном состоянии.

После этого бумагу обрабатывают раствором гидроксида натрия, также известного как щелок или каустическая сода, чтобы увеличить выход глюкозы, что делает ее лучшим источником для производства биотоплива.

Этот метод может сократить использование одноразовых пластиковых пакетов, срок службы которых короткий из-за их низкой прочности. Исследователи полагают, что, перейдя на более прочные, многоразовые бумажные пакеты для покупок, можно избежать значительного количества пластиковых отходов.

Джая Трипати сказал: «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. Использование дорогостоящих химических процессов для повышения прочности во влажном состоянии снижает экологичность бумаги. удобные и экономичные функции для коммерческого применения, поэтому необходимо изучить нехимические методы повышения прочности бумажных пакетов во влажном состоянии. Ответом может быть торрефикация».

Она объяснила, что бумажные пакеты являются популярной альтернативой пластиковым пакетам, позволяющей снизить воздействие использования пластика на окружающую среду. Однако они имеют короткий срок службы из-за низкой прочности, особенно во влажном состоянии.

По мнению Трипати, бумажный пакет необходимо использовать повторно несколько раз, прежде чем его потенциал глобального потепления снизится до уровня обычного полиэтиленового пакета высокой плотности.

Используя фильтровальную бумагу в качестве среды, исследователи сообщили, что после 40 минут высушивания при 392 градусах по Фаренгейту, 428 градусах по Фаренгейту, 464 градусах по Фаренгейту и 500 градусах по Фаренгейту прочность бумаги на растяжение во влажном состоянии увеличилась на 1533%, 2233%, 1567%. % и 557% соответственно.

Выход глюкозы уменьшался по мере увеличения тяжести торрефикации, но улучшался после обработки образцов высушенной бумаги щелочным раствором гидроксида натрия. Например, необработанная фильтровальная бумага давала 955 мг/г субстрата, тогда как тот же образец бумаги, обожженный при 392 F, давал 690 мг/г субстрата. При обработке 1% и 10% щелочью выход глюкозы увеличивался до 808 и 933 мг/г субстрата соответственно.

По данным Программы ООН по окружающей среде, необходимость такой концепции для замены пластиковых пакетов очевидна, поскольку ежегодно во всем мире производится 5 триллионов пластиковых пакетов. Для полного разложения этих пакетов может потребоваться до 1000 лет. Ежегодно американцы выбрасывают 100 миллиардов мешков, что эквивалентно почти 12 миллионам баррелей сырой нефти.

Она сказала: «Перейдя на более прочные, многоразовые бумажные пакеты для покупок, мы могли бы устранить большую часть этих отходов. субстрат для производства биотоплива будет огромным».