Stärkere Papiertüten, die wiederverwendet und dann für Biokraftstoff recycelt werden können, könnten die Zukunft sein

Nov 18, 2023

Papiertüten sind eine beliebte Alternative zu Plastiktüten, um die Umweltbelastung zu reduzieren.

Der Papierverbrauch in den USA nimmt ab, aber Verpackungen, Verpackungen und Karton nehmen aufgrund des zunehmenden E-Commerce zu. Papiertüten sind eine beliebte Alternative zu Plastiktüten, um die Umweltbelastung durch die Verwendung von Plastik zu reduzieren. Aufgrund ihrer geringen Haltbarkeit haben sie jedoch eine begrenzte Lebensdauer.

Papiertüten müssen mehrmals wiederverwendet werden, bevor ihr Treibhauspotenzial auf das von herkömmlichen Beuteln aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) reduziert wird.

Forscher der Penn State University haben eine Methode entwickelt, um Papiertüten, insbesondere im nassen Zustand, zu verstärken und sie so zu einer praktikableren Alternative zu Plastiktüten zu machen.

Daniel Ciolkosz, außerordentlicher Forschungsprofessor für Agrar- und Biotechnik, sagte: „Wenn die primäre Verwendung dieser Papierprodukte endet, werden sie durch die Verwendung für sekundäre Zwecke nachhaltiger. Recycling und die Reduzierung von Papierabfällen tragen auch dazu bei, den gesamten festen Abfall zu reduzieren, der auf Mülldeponien landet.“ . Dies ist ein Konzept, das unserer Meinung nach von der Gesellschaft berücksichtigt werden sollte.“

Eine neue Studie schlägt ein Verfahren zur Herstellung von Papiertüten vor, die langlebig genug sind, um mehrfach verwendet zu werden und dann durch eine alkalische Behandlung chemisch zersetzt und als Quelle für die Biokraftstoffproduktion verwendet zu werden.

Durch Erhitzen der Zellulose im Papier oder Rösten in einer sauerstoffarmen Umgebung wird die Zugfestigkeit im nassen Zustand deutlich erhöht.

Anschließend wird das Papier mit einer Natriumhydroxidlösung, auch Lauge oder Natronlauge genannt, behandelt, um die Glukoseausbeute zu erhöhen und es so zu einer besseren Quelle für die Biokraftstoffproduktion zu machen.

Diese Methode könnte den Einsatz von Einweg-Plastiktüten reduzieren, die aufgrund ihrer geringen Haltbarkeit nur eine kurze Lebensdauer haben. Die Forscher glauben, dass durch die Umstellung auf stärkere, wiederverwendbare Einkaufstüten aus Papier eine erhebliche Menge an Plastikmüll vermieden werden könnte.

Jaya Tripathi sagte: „Die Wiederverwendung hängt hauptsächlich von der Festigkeit des Beutels ab, und es ist unwahrscheinlich, dass ein typischer Papierbeutel aufgrund seiner geringen Haltbarkeit beim Benetzen so oft wie nötig wiederverwendet werden kann. Der Einsatz teurer chemischer Verfahren zur Verbesserung der Nassfestigkeit verringert die Umweltfreundlichkeit von Papier. benutzerfreundliche und kosteneffiziente Eigenschaften für kommerzielle Anwendungen, daher besteht die Notwendigkeit, nichtchemische Techniken zu erforschen, um die Nassfestigkeit von Papiertüten zu erhöhen. Torrefaction könnte die Antwort sein.“

Sie erklärte, dass Papiertüten eine beliebte Alternative zu Plastiktüten seien, um die Umweltbelastung durch die Verwendung von Kunststoffen zu verringern. Allerdings haben sie aufgrund ihrer geringen Haltbarkeit, insbesondere bei Nässe, eine kurze Lebensdauer.

Laut Tripathi muss eine Papiertüte mehrere Male wiederverwendet werden, bevor ihr Treibhauspotenzial auf das einer herkömmlichen Tasche aus hochdichtem Polyethylen reduziert wird.

Unter Verwendung von Filterpapier als Medium berichteten Forscher, dass nach 40-minütiger Torrefizierung bei 392 Grad Fahrenheit, 428 Grad Fahrenheit, 464 Grad Fahrenheit und 500 Grad Fahrenheit die Nasszugfestigkeit des Papiers um 1.533 %, 2.233 %, 1.567 zunahm %, bzw. 557 %.

Die Glukoseausbeute nahm mit zunehmendem Schweregrad der Torrefizierung ab, verbesserte sich jedoch, nachdem torrefizierte Papierproben mit einer alkalischen Natriumhydroxidlösung behandelt wurden. Beispielsweise ergab das rohe Filterpapier 955 mg/g Substrat, wohingegen die gleiche, bei 392 F torrefizierte Papierprobe 690 mg/g Substrat ergab. Bei 1 %iger und 10 %iger alkalischer Behandlung stieg die Glucoseausbeute auf 808 bzw. 933 mg/g Substrat.

Nach Angaben des Umweltprogramms der Vereinten Nationen ist die Notwendigkeit eines solchen Konzepts zum Ersatz von Plastiktüten offensichtlich, da jedes Jahr weltweit 5 Billionen Plastiktüten produziert werden. Es kann bis zu 1.000 Jahre dauern, bis diese Beutel vollständig abgebaut sind. Jedes Jahr werfen Amerikaner 100 Milliarden Säcke weg, was der Entsorgung von fast 12 Millionen Barrel Rohöl entspricht.

Sie sagte: „Durch die Umstellung auf stärkere, wiederverwendbare Einkaufstüten aus Papier könnten wir einen Großteil dieses Abfalls vermeiden. Die Auswirkungen einer Technologie wie der, die wir in dieser Studie gezeigt haben, wenn sie perfektioniert werden kann, einschließlich der Verwendung der abgenutzten Taschen als Substrat für die Biokraftstoffproduktion wäre enorm.“

Wie bei vielen wissenschaftlichen Entdeckungen entdeckte der Forscher zufällig die Synergie von Torrefizierung und alkalischer Behandlung zur Steigerung der Papierfähigkeit.

Sie sagte: „Ich habe mich mit etwas anderem befasst und untersucht, wie sich die Torrefizierung auf die Zellulose für die Glukoseausbeute zur Verwendung als Biokraftstoffsubstrat auswirkt. Aber ich bemerkte, dass die Festigkeit des Papiers zunahm, als wir die Zellulose torrefizierten. Das brachte mich zu der Annahme, dass es wahrscheinlich gut sein würde.“ für Verpackungen eine ganz andere Anwendung.“

Das National Institute for Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums hat diese Studie finanziert.

Zeitschriftenreferenz: