棉花被工业处理方法(科学家开发出一种将棉花回收成新织物的方法)

Posted 2023-05-30

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我们中的许多人都试图回收我们的旧纺织品，但我们中很少有人知道，这些纺织品实际上很难再利用且无论如何最终都会进入垃圾填埋场。现在，瑞典隆德大学的科学家们已经开发出一种方法，它将棉花转化为糖，而糖又可以转化为有价值的产品--包括氨纶、尼龙和乙醇。

据估计，全世界每年有2500万吨的棉纺织品被丢弃。如果把不同的类型加起来，总共有1亿吨的纺织品被丢弃。在瑞典，大部分材料直接进入焚烧炉，成为地区供暖。在其他地方，情况甚至更糟，因为旧衣服通常最终会被填埋。

“考虑到棉花是一种可再生资源，这并不是特别节能，”隆德大学化学工程的研究员Edvin Ruuth说道，“一些织物仍然有如此强大的纤维，它们可以被重新使用。今天是这样做的，将来可能会做得更多。但很多被丢弃的织物的纤维太短，无法再利用，而且所有的棉花纤维迟早会变得太短，无法进行被称为纤维再生的过程。”

在Edvin Ruuth工作的地方即隆德的化学工程系，积累了大量关于使用微生物和酶等将生物质中 “较硬”的碳水化合物转化为较简单分子的知识。这意味着，从生物废料和黑液到秸秆和木屑，都可以成为生物乙醇、沼气和化学品。

现在，研究人员也成功地将棉花中的植物纤维--纤维素--分解成更小的成分。然而这次没有微生物或酶的参与；相反，该过程涉及将织物浸泡在硫酸中。其结果是一种透明、深色、琥珀色的糖溶液。

Ruuth指出：“秘密在于找到温度和硫酸浓度的正确组合。”。据悉，他跟博士生Miguel Sanchis-Sebastiá和教授Ola Wallberg一起对“配方”进行了微调。

Ruuth表示，葡萄糖是一种非常灵活的分子并有许多潜在的用途。“我们的计划是生产化学品，这些化学品反过来可以成为各种类型的纺织品，包括氨纶和尼龙。另一个用途可以是生产乙醇。”

从一张普通的床单中，他们提取了5升糖液，每升含有相当于33个糖块。然而你不能把这种液体变成软饮料，因为它还含有腐蚀性的硫酸。

挑战之一是要克服棉花纤维素的复杂结构。

“棉花的独特之处在于其纤维素具有很高的结晶度。这使得化学品难以分解并重新使用其成分。此外，还有大量的表面处理物质、染料和其他污染物必须被去除。而且在结构上，一条毛圈毛巾和一条旧牛仔裤是非常不同的，”Ruuth说道，“因此，要找到合适的酸浓度、合适的处理阶段数量和温度是一个非常微妙的过程。”

Ruuth表示，对纯棉进行水解的概念本身并不新鲜，它早在19世纪被发现。困难在于如何使这一过程有效、经济上可行并具有吸引力。

Ruuth说道：“许多尝试的人最终没有利用很多棉花，而其他人做得更好，但成本和环境影响却不可持续。”

当他一年前开始用织物制作葡萄糖时，回报率是微不足道的百分之三到四。现在他和他的同事已经达到了90%之多。

一旦配方完成，它的使用将变得既相对简单又便宜。

然而要使这个过程成为现实，物流必须发挥作用。目前还没有既定的方法来管理和分拣未被送往普通衣物捐赠点的各种纺织品。

幸运的是，目前在马尔默正在建设一个与世界上任何其他地方都不同的回收中心，在那里使用传感器对衣物进行自动分类。一些衣物将被捐赠，破布可以用于工业，而纤维足够粗的纺织品可以成为新的织物，其余的则将用于区域供暖。