Die Studie schl\u00e4gt ein Verfahren zur Herstellung von Papiert\u00fcten vor, die so haltbar sind, dass sie mehrfach verwendet und anschlie\u00dfend durch eine alkalische Behandlung chemisch zersetzt werden k\u00f6nnen, um als Quelle f\u00fcr die Biokraftstoffproduktion zu dienen, so der Forscher Daniel Ciolkosz, au\u00dferordentlicher Forschungsprofessor f\u00fcr Agrar- und Biotechnologie.<\/p>\n\n\n\n
“Wenn die prim\u00e4re Verwendung dieser Papierprodukte endet, k\u00f6nnen sie f\u00fcr sekund\u00e4re Zwecke verwendet werden, was sie nachhaltiger macht”, sagte er. “Das Recycling und die Verringerung von Papierabf\u00e4llen tragen auch dazu bei, die Gesamtmenge an festen Abf\u00e4llen zu reduzieren, die auf Deponien entsorgt werden. Das ist ein Konzept, das die Gesellschaft unserer Meinung nach ber\u00fccksichtigen sollte”.<\/p>\n\n\n\n
Die leitende Forscherin Jaya Tripathi, die in diesem Fr\u00fchjahr an der Penn State ihren Doktortitel im Bereich biorenuerbare Systeme erwerben wird und eine Stelle am Joint BioEnergy Institute in Kalifornien angenommen hat, entwickelte ein innovatives Verfahren, bei dem die Zellulose im Papier torrefiziert oder unter Sauerstoffentzug ger\u00f6stet wird, um ihre Zugfestigkeit im nassen Zustand erheblich zu erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n
Papiert\u00fcten sind eine beliebte Alternative zu Plastikt\u00fcten, um die durch die Verwendung von Kunststoffen verursachten Umweltbelastungen zu verringern, erkl\u00e4rte sie, aber Papiert\u00fcten haben aufgrund ihrer geringen Haltbarkeit eine kurze Lebensdauer, insbesondere wenn sie nass sind. Au\u00dferdem muss eine Papiert\u00fcte mehrmals wiederverwendet werden, um ihr Treibhauspotenzial unter das einer herk\u00f6mmlichen T\u00fcte aus hochdichtem Polyethylen zu senken, so Tripathi weiter.<\/p>\n\n\n\n
“Die Wiederverwendung h\u00e4ngt haupts\u00e4chlich von der Festigkeit des Sacks ab, und es ist unwahrscheinlich, dass ein typischer Papiersack aufgrund seiner geringen Haltbarkeit bei N\u00e4sse so oft wiederverwendet werden kann”, sagte sie. “Der Einsatz teurer chemischer Verfahren zur Verbesserung der Nassfestigkeit beeintr\u00e4chtigt die umweltfreundlichen und kosteneffizienten Eigenschaften von Papier f\u00fcr die kommerzielle Anwendung, daher m\u00fcssen nicht-chemische Verfahren zur Erh\u00f6hung der Nassfestigkeit von Papiers\u00e4cken erforscht werden. Torrefizierung k\u00f6nnte die Antwort sein.<\/p>\n\n\n\n
Da die Torrefizierung die Glukoseausbeute im Papier verringerte, behandelte sie das Papier anschlie\u00dfend mit einer Natriumhydroxidl\u00f6sung, auch bekannt als Lauge oder \u00c4tznatron, was die Glukoseausbeute erh\u00f6hte und das Papier zu einer besseren Quelle f\u00fcr die Biokraftstoffproduktion machte.<\/p>\n\n\n\n
In den Ergebnissen, die k\u00fcrzlich in der Zeitschrift Resources, Conservation and Recycling ver\u00f6ffentlicht wurden, berichteten die Forscher, dass die Nasszugfestigkeit des Papiers nach einer 40-min\u00fctigen Torrefizierung bei 392 Grad Fahrenheit, 428 F, 464 F bzw. 500 F um 1.533 %, 2.233 %, 1.567 % und 557 % anstieg.<\/p>\n\n\n\n
Die Glukoseausbeute nahm mit zunehmender Torrefizierung ab, aber nach der Behandlung der torrefizierten Papierproben mit einer alkalischen Natriumhydroxidl\u00f6sung stieg die Glukoseausbeute, stellten die Forscher fest. So lag die Glukoseausbeute von rohem Filterpapier bei 955 mg\/g Substrat, w\u00e4hrend sie bei der gleichen Papierprobe, die bei 392 F torrefiziert wurde, 690 mg\/g Substrat betrug. Die Glukoseausbeute stieg auf 808 bzw. 933 mg\/g Substrat, wenn sie mit 1 % bzw. 10 % Alkali behandelt wurde.<\/p>\n\n\n\n
Die Notwendigkeit eines Konzepts wie das von den Forschern vorgestellte, um Plastikt\u00fcten zu ersetzen, liegt auf der Hand, so Tripathi. Nach Angaben des UN-Umweltprogramms werden weltweit j\u00e4hrlich 5 Billionen Plastikt\u00fcten produziert. Es kann bis zu 1.000 Jahre dauern, bis sich diese T\u00fcten vollst\u00e4ndig aufgel\u00f6st haben. Die Amerikaner werfen j\u00e4hrlich 100 Milliarden T\u00fcten weg – das entspricht der Menge von fast 12 Millionen Barrel Roh\u00f6l, die sie wegwerfen.<\/p>\n\n\n\n
“Durch die Umstellung auf st\u00e4rkere, wiederverwendbare Papiertragetaschen k\u00f6nnten wir einen Gro\u00dfteil dieses Abfalls vermeiden”, so Tripathi. “Die Auswirkungen einer Technologie wie der von uns demonstrierten – wenn sie perfektioniert werden kann – einschlie\u00dflich der Verwendung der abgenutzten T\u00fcten als Substrat f\u00fcr die Produktion von Biokraftstoff, w\u00e4ren enorm.<\/p>\n\n\n\n
Wie bei vielen wissenschaftlichen Entdeckungen erfuhr Tripathi zuf\u00e4llig von der Synergie zwischen Torrefizierung und alkalischer Behandlung zur Steigerung der Papierkapazit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n
“Ich habe mich mit etwas anderem besch\u00e4ftigt und untersucht, wie sich die Torrefizierung auf die Zellulose auswirkt, um die Glukoseausbeute f\u00fcr die Verwendung als Biokraftstoffsubstrat zu erh\u00f6hen”, sagt sie. “Aber ich bemerkte, dass die Festigkeit des Papiers zunahm, wenn wir die Zellulose torrefizierten. Das brachte mich auf den Gedanken, dass es sich wahrscheinlich gut f\u00fcr Verpackungen eignen w\u00fcrde, also f\u00fcr eine ganz andere Anwendung.”<\/p>\n\n\n\n
Daniel Sykes, Lehrprofessor f\u00fcr Chemie, trug zu dieser Forschung bei.<\/p>\n\n\n\n
Diese Forschung wurde vom Nationalen Institut f\u00fcr Ern\u00e4hrung und Landwirtschaft des US-Landwirtschaftsministeriums unterst\u00fctzt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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