science >> Wetenschap >  >> Chemie

Dennennaalden van oude kerstbomen kunnen in de toekomst worden omgezet in verf en voedselzoetstoffen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Volgens nieuw onderzoek van de Universiteit van Sheffield kunnen verlaten kerstbomen van de stortplaats worden gered en worden omgezet in verf en voedselzoetstoffen.

Kerstbomen hebben honderdduizenden dennennaalden die veel tijd nodig hebben om te ontbinden in vergelijking met andere boombladeren. Als ze rotten, ze stoten enorme hoeveelheden broeikasgassen uit die vervolgens bijdragen aan de koolstofvoetafdruk van het VK.

Cynthia Kartey, een doctoraat student van de afdeling Chemische en Biologische Technologie van de Universiteit van Sheffield, heeft ontdekt dat er nuttige producten kunnen worden gemaakt van de chemicaliën die worden gewonnen uit dennennaalden wanneer ze worden verwerkt.

Het belangrijkste bestanddeel (tot 85 procent) van dennennaalden is een complex polymeer dat bekend staat als lignocellulose. De complexiteit van dit polymeer maakt het gebruik van dennennaalden als product voor biomassa-energie onaantrekkelijk en nutteloos voor de meeste industriële processen.

Cynthia zei:"Mijn onderzoek was gericht op de afbraak van deze complexe structuur in eenvoudige, hoogwaardige industriële chemische grondstoffen zoals suikers en fenolen, die worden gebruikt in producten zoals huishoudelijke schoonmaakmiddelen en mondwater.

"Bioraffinaderijen zouden een relatief eenvoudig maar onontgonnen proces kunnen gebruiken om de dennennaalden af ​​te breken."

Met behulp van warmte en oplosmiddelen zoals glycerol, die goedkoop en milieuvriendelijk is, de chemische structuur van dennennaalden wordt afgebroken tot een vloeibaar product (bio-olie) en een vast bijproduct (bio-char).

De bio-olie bevat doorgaans glucose, azijnzuur en fenol. Deze chemicaliën worden in veel industrieën gebruikt:glucose bij de productie van zoetstoffen voor voedsel, azijnzuur voor het maken van verf, lijm en zelfs azijn.

Cynthia Kartey legt uit hoe dennennaalden kunnen worden afgebroken en welke chemicaliën worden verkregen om nieuwe producten te maken. Krediet:de Universiteit van Sheffield

Het proces is duurzaam en levert geen afval op, aangezien het vaste bijproduct ook nuttig kan zijn in andere industriële chemische processen. Verse bomen en ouder, verlaten kerstbomen kunnen beide worden gebruikt.

Cynthia vervolgde:"In de toekomst de boom die je huis tijdens de feestdagen versierde, zou in verf kunnen worden veranderd om je huis opnieuw te versieren."

Het VK gebruikt elk jaar maar liefst 8 miljoen natuurlijke kerstbomen tijdens de feestdagen en helaas, ongeveer 7 miljoen bomen komen op de vuilstort terecht.

Als dennennaalden na Kerstmis werden verzameld en op deze manier werden verwerkt, de chemicaliën zouden kunnen worden gebruikt ter vervanging van minder duurzame chemicaliën die momenteel in de industrie worden gebruikt.

Dit zou kunnen leiden tot een vermindering van de ecologische voetafdruk van het VK door de afhankelijkheid van het VK van geïmporteerde kunstmatige kerstbomen op basis van plastic te verminderen en de hoeveelheid biomassa-afval die naar de vuilstort gaat, te verminderen.

Dr. James McGregor, Hoofddocent bij de afdeling Chemische en Biologische Technologie zei:"Het gebruik van biomassa - materialen afkomstig van planten - om brandstoffen en chemicaliën te produceren die momenteel uit fossiele bronnen worden vervaardigd, zal een sleutelrol spelen in de toekomstige wereldeconomie."

"Als we materialen kunnen gebruiken die anders verloren zouden gaan in dergelijke processen, waardoor ze worden gerecycled, dan zijn er nog meer voordelen."

"In onze onderzoeksgroep onderzoeken we momenteel de productie van waardevolle producten uit een verscheidenheid aan organisch afval, inclusief bosbouwbronnen, verbruikt graan uit de brouwerij-industrie en voedselafval; naast het onderzoeken van processen voor de omzetting van kooldioxide in bruikbare koolwaterstofverbindingen"