재사용이 가능하고 바이오 연료로 재활용될 수 있는 더 강한 종이 봉투가 미래가 될 수 있습니다.

Nov 18, 2023

종이 봉투는 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 비닐 봉투 대신 널리 사용됩니다.

미국의 종이 사용량은 감소하고 있으나, 전자상거래 증가로 인해 포장재, 포장재, 보드지 사용량이 증가하고 있습니다. 종이 봉투는 플라스틱 사용으로 인한 환경 영향을 줄이기 위해 비닐 봉투 대신 널리 사용됩니다. 그러나 내구성이 낮기 때문에 수명이 제한되어 있습니다.

종이 봉지는 지구 온난화 지수가 기존의 고밀도 폴리에틸렌 봉지(HDPE) 봉지 수준으로 감소하기 전에 여러 번 재사용해야 합니다.

Penn State 연구원들은 특히 젖었을 때 종이 봉지를 강화하여 비닐 봉지보다 더 실용적인 대안으로 만드는 방법을 개발했습니다.

농업 및 생명공학부 연구 부교수인 Daniel Ciolkosz는 이렇게 말했습니다. "이러한 종이 제품의 일차 사용이 끝나면 이차 목적으로 사용하면 지속 가능성이 높아집니다. 종이 폐기물을 재활용하고 줄이는 것은 매립지로 향하는 총 고형 폐기물을 줄이는 데도 도움이 됩니다. .이것은 사회가 고려해야 할 개념이라고 생각합니다."

새로운 연구에서는 여러 번 사용할 수 있을 만큼 내구성이 있고 알칼리 처리를 통해 화학적으로 분해되어 바이오 연료 생산의 원료로 사용되는 종이 봉지를 만드는 공정을 제안합니다.

종이에 있는 셀룰로오스를 반탄화하거나 산소가 부족한 환경에서 로스팅하면 젖었을 때 인장 강도가 크게 증가합니다.

그 후, 종이는 잿물 또는 가성소다라고도 알려진 수산화나트륨 용액으로 처리되어 포도당 생산량을 증가시켜 바이오 연료 생산에 더 나은 공급원이 됩니다.

이 방법을 사용하면 내구성이 낮아 수명이 짧은 일회용 비닐봉투의 사용을 줄일 수 있습니다. 연구원들은 더 튼튼하고 재사용이 가능한 종이 쇼핑백으로 전환하면 상당한 양의 플라스틱 폐기물을 피할 수 있다고 믿습니다.

Jaya Tripathi는 "재사용은 주로 봉지 강도에 따라 결정되며 일반적인 종이 봉지는 젖었을 때 내구성이 낮기 때문에 필요한 횟수만큼 재사용할 수 없습니다. 젖은 강도를 높이기 위해 값비싼 화학 공정을 사용하면 종이의 환경 보호가 감소합니다. 상업적 용도에 적합하고 비용 효율적인 기능을 제공하므로 종이 봉지의 습윤 강도를 높이기 위한 비화학적 기술을 탐구할 필요가 있습니다. 반탄화가 답이 될 수 있습니다."

그녀는 종이봉투가 플라스틱 사용으로 인한 환경 영향을 줄이기 위해 비닐봉지의 인기 있는 대안이라고 설명했습니다. 그러나 특히 젖었을 때 내구성이 낮아 수명이 짧습니다.

Tripathi에 따르면, 종이 봉투의 지구 온난화 지수가 기존의 고밀도 폴리에틸렌 봉투 수준으로 감소하려면 종이 봉투를 여러 번 재사용해야 합니다.

연구원들은 여과지를 매체로 사용하여 화씨 392도, 화씨 428도, 화씨 464도 및 화씨 500도에서 40분간 반탄화한 후 종이의 습윤 인장 강도가 1,533%, 2,233%, 1,567 증가했다고 보고했습니다. 각각 %, 557%입니다.

반탄화 정도가 증가함에 따라 포도당 수율은 감소했지만, 반탄화된 종이 샘플을 알칼리성 수산화나트륨 용액으로 처리한 후에는 개선되었습니다. 예를 들어, 원시 여과지는 955mg/g의 기질을 산출한 반면, 동일한 종이 샘플은 392F에서 반탄화하여 690mg/g의 기질을 산출했습니다. 1% 및 10% 알칼리 처리로 포도당 수율은 각각 기질의 808 및 933mg/g으로 증가했습니다.

UN 환경 계획(United Nations Environment Programme)에 따르면, 전 세계적으로 매년 5조 개의 비닐봉지가 생산되기 때문에 비닐봉지를 대체하기 위해 이와 같은 개념이 필요하다는 것은 분명합니다. 이 가방이 완전히 분해되는 데는 최대 1,000년이 걸릴 수 있습니다. 매년 미국인들은 1,000억 개의 가방을 버립니다. 이는 거의 1,200만 배럴의 원유를 버리는 것과 같습니다.

그녀는 "더 튼튼하고 재사용이 가능한 종이 쇼핑백으로 바꾸면 낭비되는 부분을 상당 부분 줄일 수 있다"고 말했다. 바이오 연료 생산을 위한 기질은 엄청날 것입니다."