Современная пищевая индустрия активно использует многослойные упаковочные материалы Тетра-Пак для хранения жидких и пастообразных продуктов. Эти практичные коробки, знакомые каждому по упаковкам сока и молока, имеют комплексный состав — кроме целлюлозного волокна в них присутствуют слои полиэтилена и алюминия. Именно многокомпонентность делает их переработку достаточно сложной задачей. Однако талантливые исследователи Пермского Политеха успешно разработали инновационный метод преобразования картонной составляющей Тетра-Пак в высококачественную порошковую целлюлозу, открывая новые перспективы для вторичного использования этого материала.
Данное достижение представлено в последнем выпуске сборника «Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации» за 2024 год. Работа выполнена при поддержке программы «Приоритет 2030».
Поскольку Тетра-Пак не подвержен естественному разложению, его экологичная утилизация представляет глобальный вызов. Структура упаковки включает 75% волокнистого картона, 20% полиэтилена и 5% алюминия. Если металлопластиковая часть находит различные варианты применения, то переработка целлюлозного компонента существенно ограничена из-за присутствия адгезивов и покрытий. На сегодняшний день в России функционирует ограниченное число предприятий, способных разделять компоненты упаковки влажным способом для производства гофрокартона, бумажной тары и вторичного волокна.
Инновационный подход пермских ученых открывает новые возможности утилизации волокнистой составляющей Тетра-Пак путем ее трансформации в ценную порошковую целлюлозу. Этот легкий дисперсный материал, традиционно получаемый из древесины и растительного сырья, находит широкое применение в производстве лекарств, средств гигиены, пищевых продуктов. Кроме того, он эффективен как сорбент, фильтрующий агент и компонент высокопрочных термостойких материалов.
Исследователи применили оригинальный метод сухого разделения с использованием специально разработанного аэродинамического оборудования. Направленный воздушный поток бережно разделяет макулатуру на отдельные волокна, сохраняя их целостность.
«Ключевым параметром пищевой порошковой целлюлозы является ее белизна. Мы разработали эффективную схему отбеливания волокон химическими реагентами, достигнув показателя белизны 80%, что полностью соответствует стандартам пищевой промышленности», — поясняет Ольга Носкова, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ.
Получение порошковой целлюлозы из подготовленного волокна осуществлялось методом кислотного гидролиза с применением соляной кислоты. Качество конечного продукта оценивалось по комплексу параметров, включая сорбционные свойства, влагоудерживающую способность, степень полимеризации и гранулометрический состав.
«Наши исследования подтвердили пригодность полученной целлюлозы для использования в пищевой, фармацевтической и медицинской отраслях. По всем характеристикам материал не уступает целлюлозе из натуральной древесины», — отмечает Ольга Носкова.
Разработанная технология переработки Тетра-Пак в порошковую целлюлозу демонстрирует высокий потенциал для решения проблемы утилизации многослойных упаковочных материалов. Внедрение этого метода в промышленных масштабах позволит существенно сократить объем отходов и расширить возможности их полезного применения в различных отраслях отечественной индустрии.
Источник информации и фото: пресс-служба ПНИПУ
Источник: scientificrussia.ru
