19 آوریل 2023 -توسط جف مولولم، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا-چکیده گرافیکی اعتبار: منابع، حفاظت و بازیافت (2023). DOI:
در حالی که جهان به دنبال راه‌هایی برای کاهش استفاده از پلاستیک‌ها مانند کیسه‌های پلاستیکی یکبار مصرف است، یک مطالعه جدید توسط محققان ایالت پن فرآیندی را نشان می‌دهد که کیسه‌های کاغذی را قوی‌تر می‌کند – به‌ویژه زمانی که خیس می‌شوند – تا آنها را به یک جایگزین مناسب‌تر تبدیل کند.
به گفته محقق Daniel Ciolkosz، استادیار پژوهشی مهندسی کشاورزی و بیولوژیکی، این مطالعه فرآیندی را برای ایجاد کیسه های کاغذی با دوام کافی برای استفاده چندین بار و سپس تجزیه شیمیایی توسط یک فرایند قلیایی برای استفاده به عنوان منبعی برای تولید سوخت زیستی پیشنهاد می کند.
وی گفت: زمانی که استفاده اولیه از این محصولات کاغذی به پایان می رسد، استفاده از آنها برای اهداف ثانویه باعث پایداری بیشتر آنها می شود. بازیافت و کاهش ضایعات کاغذ همچنین به کاهش کل ضایعات جامد به مقصد دفن زباله کمک می کند. این مفهومی است که ما فکر می کنیم جامعه باید در نظر بگیرد.
جایا تریپاتی، محقق اصلی، که در بهار امسال از ایالت پن فارغ‌التحصیل می‌شود و مدرک دکترای خود را در زمینه سیستم‌های تجدیدپذیر زیستی و در موسسه مشترک انرژی زیستی در کالیفرنیا موقعیتی را پذیرفته است، فرآیندی را ابداع کرد که در آن سلولز در کاغذ، ذوب می‌شود یا در اکسیژن برشته می‌شود. – در این محیط ، استحکام کششی خود را در هنگام خیس شدن بسیار افزایش دهد.
او توضیح داد که کیسه های کاغذی جایگزین محبوبی برای کیسه های پلاستیکی برای کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از استفاده از پلاستیک هستند، اما کیسه های کاغذی به دلیل دوام کم، به ویژه در هنگام خیس بودن، عمر کوتاهی دارند. تریپاتی افزود و یک کیسه کاغذی باید چندین بار مورد استفاده مجدد قرار گیرد تا پتانسیل گرمایش جهانی آن به کمتر از کیسه های پلی اتیلن با چگالی بالا معمولی کاهش یابد.
او گفت: «استفاده مجدد عمدتاً با استحکام کیسه کنترل می‌شود و بعید است که یک کیسه کاغذی معمولی به دلیل دوام پایین آن در هنگام خیس شدن، بارها مورد استفاده مجدد قرار گیرد.» “استفاده از فرآیندهای شیمیایی گران قیمت برای افزایش استحکام مرطوب، ویژگی های سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه کاغذ را برای کاربرد تجاری کاهش می دهد، بنابراین نیاز به بررسی تکنیک های غیر شیمیایی برای افزایش استحکام مرطوب کیسه های کاغذی وجود دارد. Torrefaction می تواند پاسخ باشد.”
این امر از آنجایی که شکستن بازده گلوکز در کاغذ را کاهش داد، سپس کاغذ را با محلولی از هیدروکسید سدیم، که به عنوان لیمو یا سود سوزآور نیز شناخته می شود، تصفیه کرد که بازده گلوکز آن را افزایش داد و آن را به منبع بهتری برای تولید سوخت زیستی تبدیل کرد.
در یافته‌هایی که اخیراً در Resources, Conservation and Recycling منتشر شده است، با استفاده از کاغذ صافی به‌عنوان واسطه، محققان گزارش کردند که استحکام کششی مرطوب کاغذ افزایش یافته است.
با افزایش شدت شکستگی، عملکرد گلوکز کاهش یافت، اما پس از درمان نمونه‌های کاغذی آغشته‌شده با محلول قلیایی هیدروکسید سدیم، بازده گلوکز افزایش یافت. برای مثال، بازده گلوکز کاغذ صافی خام 955 میلی‌گرم بر گرم بستر بود، در حالی که برای همان نمونه کاغذی که در دمای 392 فارنهایت ساخته شده بود، 690 میلی‌گرم در گرم بستر بود. بازده گلوکز به 808 و 933 میلی‌گرم در گرم بستر افزایش یافت. به ترتیب با 1% و 10%فرایند قلیایی.
تریپاتی خاطرنشان کرد: نیاز به مفهومی مانند آنچه که توسط محققان برای جایگزینی کیسه های پلاستیکی نشان داده شده است آشکار است. بر اساس برنامه محیط زیست سازمان ملل، سالانه 5 تریلیون کیسه پلاستیکی در سراسر جهان تولید می شود. ممکن است 1000 سال طول بکشد تا این کیسه ها به طور کامل از بین بروند. آمریکایی ها سالانه 100 میلیارد کیسه را دور می اندازند که معادل دور ریختن نزدیک به 12 میلیون بشکه نفت خام است.
تریپاتی گفت: «با روی آوردن به کیسه‌های خرید کاغذی قوی‌تر و قابل استفاده مجدد، می‌توانیم بسیاری از این ضایعات را حذف کنیم. پیامدهای فناوری مانند آنچه در این تحقیق نشان دادیم – اگر بتوان آن را کامل کرد – از جمله استفاده از کیسه های فرسوده به عنوان بستری برای تولید سوخت زیستی، بسیار زیاد خواهد بود.
مانند بسیاری از اکتشافات علمی، Tripathi به طور تصادفی در مورد هم افزایی شکستگی و درمان قلیایی برای افزایش قابلیت کاغذ یاد گرفت.
او گفت: “من به دنبال چیز دیگری بودم و در حال مطالعه این بودم که چگونه شکستگی بر سلولز برای تولید گلوکز برای استفاده به عنوان یک بستر سوخت زیستی تاثیر می گذارد.” “اما من متوجه شدم که استحکام کاغذ در حال افزایش است، زیرا ما سلولز را می شستیم. این باعث شد فکر کنم که احتمالاً برای بسته بندی خوب است، یک کاربرد کاملاً متفاوت.”
