Van vervuilend afval tot sportkleding | UCR-nieuws

Een UCR-professor heeft een federale subsidie ​​van $1,45 miljoen ontvangen om ons een stap dichter bij een toekomst te brengen waarin plantenafval van houtverwerking, landbouw en industriële hennepverwerking kan worden omgezet in kledingstoffen in plaats van te worden verbrand.

De subsidie ​​van het Department of Energy (DOE) zal de verdere ontwikkeling financieren van een proces dat is uitgevonden door UC Riverside Associate Research Professor Charles Cai en dat biomassa omzet in een stroperige, oplossende pulp die kan worden omgezet in lyocell, een lichtgewicht en zachte stof die vooral wenselijk is voor sportkleding omdat van zijn vermogen om vocht af te voeren.

De innovatie van Cai zal de CO2-uitstoot en de ongezonde luchtvervuiling verminderen, omdat er geen sprake is van verbranding.

Zijn proces heet CELF, wat staat voor co-solvent verbeterde lignocellulosefractionering. Het is een innovatieve technologie voor de voorbehandeling van biomassa omdat het lignine extraheert, een hardnekkig taai bestanddeel van plantencelwanden dat voorkomt in houtsnippers en andere vormen van plantaardige biomassa.

Het CELF-proces kan worden geïntensiveerd om ook biobrandstoffen te maken, waaronder de brandstof voor straalvliegtuigen. Vorig jaar ontving Cai van de DOE een afzonderlijke subsidie ​​van $ 2 miljoen om CELF ook voor te schieten voor het maken van vliegtuigbrandstof.

Naast het verminderen van de luchtvervuiling en de CO2-uitstoot kan CELF dienen als een veel schonere methode voor het verpulveren van biomassabronnen dan de nog steeds veelgebruikte Kraft-verpulpingsmethode. In tegenstelling tot Kraft produceert het CELF-proces geen afval van zwarte vloeistof, dat giftig en zeer alkalisch is, waardoor het bijzonder schadelijk is voor het milieu en duur om te behandelen.

CELF gebruikt ook 50% minder energie om dezelfde kwaliteit oplossende pulp uit plantaardig afval te produceren.

“Door CELF te gebruiken kunnen we de productie van zwarte drank volledig elimineren, waardoor niet alleen de uitstoot van de hele operatie schoner wordt, maar ook de hoeveelheid energie en de bedrijfskosten aanzienlijk worden verlaagd”, aldus Cai. “We kunnen ook verschillende grondstoffen gebruiken. We beperken ons niet alleen tot het gebruik van bomen of boomafval, maar we kunnen ook landbouwafval gebruiken, zoals suikerriet, maïsstengels en zelfs industriële hennep.”

De subsidie ​​van het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) is een van de 49 subsidies van in totaal 171 miljoen dollar die onlangs door de regering-Biden zijn toegewezen om projecten te financieren die de industriële uitstoot van broeikasgassen verminderen en het land dichter bij een netto-nul-uitstoot brengen.

Congreslid Mark Takano, die de gebieden Riverside, Moreno Valley en Perris vertegenwoordigt, zei in een verklaring dat hij Cai’s toejuiching van DOE-subsidies toejuicht om “een baanbrekende technologie te bevorderen die ons zou kunnen helpen in de strijd om het gebruik van aardolie geleidelijk af te schaffen.”

“Namens de mensen van het 39e Congresdistrict van Californië moedigen wij u (Cai) aan bij dit cruciale werk”, aldus Takano, wiens kantoor een video over Cai’s innovatie produceerde.

Cai bewees eerder het nut van CELF in het laboratorium. Met de subsidie ​​kan hij het proces opschalen om honderd keer meer pulp te produceren dan zijn vorige reactor op laboratoriumschaal. Bij UCR’s College of Engineering Centre for Environmental Research and Technology, oftewel CE-CERT, is Cai nu apparatuur aan het samenstellen om deze proeffabriek te demonstreren.

De bij CE-CERT gemaakte pulp wordt naar prof. Art Ragaukas van de Universiteit van Knoxville gestuurd, waar het wordt gebleekt met behulp van een schonere, elementaire chloorvrije methode om pulp van oplossende kwaliteit te produceren. De andere onderzoeksmedewerkers aan het project zijn prof. Chang Geun Yoo van de State University of New York en prof. Valerie Thomas van het Georgia Institute of Technology, respectievelijk verantwoordelijk voor procesoptimalisatie en levenscyclusanalyse. De gebleekte, oplossende pulp wordt vervolgens naar de commerciële partners van UCR, MG Fuels en The Hurd Co., gestuurd, waar het wordt geëxtrudeerd en tot lyocell wordt gesponnen.

“We kunnen een technologie op de markt introduceren die voorkomt dat we dit plantaardig afval verbranden en in plaats daarvan een transformatief modeproduct produceren dat we duurzaam kunnen dragen”, aldus Cai.