Genbrugsbomuld bliver til nyt stof

Mange af os genbruger vores gamle tekstiler, men de færreste af os ved, at de er meget svære at genbruge, og ender alligevel ofte på lossepladser. Nu, forskere ved Lunds Universitet i Sverige har udviklet en metode, der omdanner bomuld til sukker, som igen kan omdannes til spandex, nylon eller ethanol.

Hvert år, anslået 25 millioner tons bomuldstekstiler kasseres rundt om i verden. I alt, 100 millioner tons tekstiler bliver smidt ud. I Sverige, det meste af materialet går direkte ind i et forbrændingsanlæg og bliver til fjernvarme. Andre steder, det er endnu værre, da tøj normalt ender på lossepladser.

"I betragtning af at bomuld er en vedvarende ressource, dette er ikke særlig energieffektivt, siger Edvin Ruuth, forsker i kemiteknik ved Lunds Universitet.

"Nogle stoffer har stadig så stærke fibre, at de kan genbruges. Dette gøres i dag og kunne gøres endnu mere i fremtiden. Men meget af det stof, der kasseres, har fibre, der er for korte til genbrug, og før eller siden bliver alle bomuldsfibre for korte til processen kendt som fiberregenerering."

På Institut for Kemiteknik i Lund, hvor Edvin Ruuth arbejder, der er en stor ophobet viden om brug af mikroorganismer og enzymer, blandt andet, at omdanne de "hårdere" kulhydrater i biomasse til mere simple molekyler. Det betyder, at alt fra biologisk affald og sortlud til halm og flis kan blive til bioethanol, biogas og kemikalier.

Nu er det også lykkedes forskerne at nedbryde plantefibrene i bomuld – cellulosen – til mindre komponenter. Imidlertid, ingen mikroorganismer eller enzymer er involveret denne gang; i stedet, processen går ud på at lægge stofferne i blød i svovlsyre. Resultatet er en klar, mørk, ravfarvet sukkeropløsning.

"Hemmeligheden er at finde den rigtige kombination af temperatur og svovlsyrekoncentration, " forklarer Ruuth, der finjusterede 'opskriften' sammen med ph.d.-studerende Miguel Sanchis-Sebastiá og professor Ola Wallberg.

Glucose er et meget fleksibelt molekyle og har mange potentielle anvendelser, ifølge Ruuth.

"Vores plan er at producere kemikalier, som igen kan blive til forskellige typer tekstiler, inklusive spandex og nylon. En alternativ anvendelse kunne være at producere ethanol."

Fra et normalt ark, de ekstraherer fem liter sukkeropløsning, hvor hver liter indeholder hvad der svarer til 33 sukkerterninger. Imidlertid, man kunne ikke forvandle væsken til en sodavand, da den også indeholder ætsende svovlsyre.

En af udfordringerne er at overvinde den komplekse struktur af bomuldscellulose.

"Det, der gør bomuld unikt, er, at dets cellulose har en høj krystallinitet. Det gør det svært at nedbryde kemikalierne og genbruge deres komponenter. der er mange overfladebehandlingsmidler, farvestoffer og andre forurenende stoffer, som skal fjernes. Og strukturelt set et frottéhåndklæde og et gammelt par jeans er meget forskellige, siger Ruuth.

"Det er derfor en meget delikat proces at finde den rigtige koncentration af syre, det rigtige antal behandlingstrin og temperatur."

Konceptet med at hydrolysere ren bomuld er ikke noget nyt i sig selv, forklarer Ruuth; den blev opdaget i 1800-tallet. Vanskeligheden har været at gøre processen effektiv, økonomisk rentabel og attraktiv.

"Mange mennesker, der prøvede, endte med ikke at bruge meget af bomulden, mens andre gjorde det bedre, men til en uholdbar pris og miljøpåvirkning, siger Ruuth.

Da han begyndte at lave glukose af stoffer for et år siden, afkastet var sølle tre-fire pct. Nu er han og hans kolleger nået op på hele 90 pct.

Når opskriftsformuleringen er færdig, det vil være både relativt enkelt og billigt at bruge.

Imidlertid, for at processen bliver en realitet, logistikken skal fungere. Der er på nuværende tidspunkt ingen etableret måde at håndtere og sortere forskellige tekstiler på, som ikke sendes til almindelige tøjdonationssteder.

Heldigvis, et genbrugscenter ulig noget andet i verden er i øjeblikket under opførelse i Malmø, hvor tøjet sorteres automatisk ved hjælp af en sensor. Der vil blive doneret noget tøj, klude kan bruges i industrien, og tekstiler med tilstrækkeligt grove fibre kan blive til nye stoffer. Resten går til fjernvarme.

Forhåbentlig, andelen af ​​stoffer, der går til fjernvarme, bliver væsentligt mindre, når teknologien fra Lund er på plads.