Dayanıklı Kağıt Torbalar, Defalarca Kullanıldıktan Sonra Biyoyakıt için Geri Dönüştürülebilir
Dünya, tek kullanımlık plastik poşetler gibi plastik kullanımını azaltmanın yollarını ararken, Penn State araştırmacıları tarafından yapılan yeni bir çalışma, kağıt torbaları – özellikle ıslandığında – daha uygulanabilir bir alternatif haline getirmek için daha dayanıklı hale getirme sürecini gösteriyor.
Ziraat ve biyoloji mühendisliği araştırma profesörü araştırmacı Daniel Ciolkosz’a göre çalışma, birden çok kez kullanılabilecek kadar dayanıklı kağıt torbalar oluşturmak için bir süreç öneriyor ve bu kağıtlar daha sonra biyoyakıt üretimi için bir kaynak olarak kullanılmak üzere bir alkalin işlemiyle kimyasal olarak parçalanıyor.
Bu kağıt ürünlerinin birincil kullanımı sona erdiğinde, ikincil amaçlar için kullanılması onları daha sürdürülebilir kılıyor” dedi. “Kağıt atıklarının geri dönüştürülmesi ve azaltılması, çöplüklere gönderilen toplam katı atığın azaltılmasına da yardımcı oluyor. Bu, toplumun dikkate alması gerektiğini varsaydığımız bir kavram.”
Bu baharda Penn State’ten yenilenebilir sistemler alanında doktora derecesi ile mezun olacak ve Kaliforniya’daki ortak Biyoenerji Enstitüsü’nde bir pozisyonu kabul eden lider araştırmacı Jaya Tripathi, kağıt selülozun sertleştirildiği, ya da ıslandığında çekme mukavemetini büyük ölçüde artırmak için oksijensiz bir ortamda kavrulduğu yenilikçi bir süreç tasarladı.
Kağıt torbalar, plastik kullanmanın neden olduğu çevresel etkileri azaltmak için plastik torbalara popüler bir alternatiftir, ancak kağıt torbaların, özellikle ıslak olduğunda düşük dayanıklılıkları nedeniyle kısa ömürlüdür. Tripathi, küresel ısınma potansiyelini geleneksel yüksek yoğunluklu polietilen torbanın altına düşürmek için bir kağıt torbanın birkaç kez yeniden kullanılması gerektiğini ekledi.
“Yeniden kullanım esas olarak torbanın dayanıklılığına bağlıdır ve tipik bir kağıt torbanın ıslandıktan sonra düşük dayanıklılığının düşük olması nedeniyle gerekli sayıda yeniden kullanılması olası değildir” dedi. “Islak mukavemeti artırmak için pahalı kimyasal işlemlerin kullanılması, kağıdın ticari uygulama için çevre dostu ve uygun maliyetli özelliklerini azaltır, bu nedenle kağıt torbaların ıslak mukavemetini artırmak için kimyasal olmayan teknikleri araştırmaya ihtiyaç vardır. Kavurma çözüm olabilir.”
Kavurma, kağıttaki glikoz verimini azalttığı için, kağıda, glikoz verimini artıran ve biyoyakıt üretimi için daha iyi bir kaynak haline getiren, kül suyu veya kostik soda olarak da bilinen bir sodyum hidroksit çözeltisi ile muamele etti.
Araştırmacılar, ortam olarak filtre kağıdı kullanan Resources, Conservation and Recycling’de yakın zamanda yayınlanan bulgularda, kağıdın ıslak gerilme mukavemetinin sırasıyla 392°F, 428 °F, 464 °F ve 500 °F derecede 40 dakikalık kavurma işleminden sonra %1,533, %2,233, %1,567 ve %557 arttığını bildirdiler.
Araştırmacılar, artan kavurma şiddetiyle glikoz veriminin azaldığını, ancak kavrulmuş kağıt numunelerini bir alkalin sodyum hidroksit çözeltisiyle işledikten sonra glikoz veriminin arttığını belirtti. Örneğin, ham filtre kağıdının glukoz verimi substratın 955 mg/g’ı iken, aynı kağıt numunesi için 392 °F’de kavurma için substratın 690 mg/g’ıydı. Sırasıyla %1 ve %10 alkali muamelesi ile glikoz verimi substratın 808 ve 933 mg/g’sine yükseldi.
Tripathi, araştırmacıların plastik torbaların yerini almak için gösterdiği gibi bir konsepte duyulan ihtiyacın açık olduğunu belirtti. BM Çevre Programı verilerine göre, dünya çapında yılda 5 trilyon plastik torba üretilmektedir. Bu çantaların tamamen parçalanması 1000 yıla kadar sürebilir. Amerikalılar yılda 100 milyar torba atıyor – bu da yaklaşık 12 milyon varil ham petrolün boşaltılmasına eşdeğerdir.
“Tripathi, “Daha güçlü, yeniden kullanılabilir kağıt alışveriş torbalarına geçerek bu atıkların çoğunu ortadan kaldırabiliriz.” dedi. “Bu araştırmada gösterdiğimiz gibi bir teknolojinin etkileri – eğer mükemmelleştirilebiliyorsa – yıpranmış torbaların biyoyakıt üretimi için bir substrat olarak kullanılması da dahil olmak üzere, çok büyük olurdu.”
Pek çok bilimsel keşif gibi, Tripathi de kağıt kapasitesinin artırılması için kavurma ve alkali işlemin sinerjisini tesadüfen öğrendi.
“Başka bir şey araştırıyordum, kavurmanın biyoyakıt substratı olarak kullanılacak selülozun glikoz verimini nasıl etkilediğini inceliyordum” dedi. “Fakat selülozu kavurduğumuzda kağıdın mukavemetinin arttığını fark ettim. Bu, tamamen farklı bir uygulama olan paketleme için muhtemelen iyi olacağını düşünmeme neden oldu.”
Araştırmaya katkıda bulunan kişi kimya profesörü Daniel Sykes idi.
Bu araştırma ABD Tarım Bakanlığı Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü tarafından desteklenmiştir.
Kaynak: sciencedaily.com
