Пивную дробину превратили в биоразлагаемую бумагу

Учёные из Эквадора представили технологию производства биоразлагаемой бумаги из пивной дробины — отхода, который образуется после варки пива и обычно используется как корм для животных либо утилизируется. Исследование показало, что материал может стать альтернативным сырьём для бумажной промышленности и одновременно снизить нагрузку на лесные ресурсы.

Работа выполнена исследователями Высшей политехнической школы побережья (ESPOL) и опубликована в журнале Green Technologies and Sustainability.

Пивная дробина представляет собой твёрдый остаток после затирания солода при производстве пива. Несмотря на то, что ежегодно пивоваренная отрасль образует большие объёмы такого сырья, значительная часть отходов остаётся мало востребованной. При этом материал содержит целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин — основные компоненты, используемые в производстве бумаги.

Исследователи решили проверить, можно ли превратить этот побочный продукт в полноценный материал для бумажной промышленности.

Для этого пивную дробину, собранную после производства различных сортов пива в Гуаякиле, подвергали щелочной обработке с использованием гидроксида натрия. Технологический процесс включал сушку, измельчение, химическую обработку, промывку волокон, формирование листов, прессование и сушку.

Микроскопический анализ показал, что полученные волокна имеют размеры от 10 до 61 микрометра — показатели, сопоставимые с целлюлозными материалами, используемыми в традиционном бумажном производстве.

По итогам испытаний бумага продемонстрировала механические характеристики, близкие к коммерческим сортам. Исследователи зафиксировали прочность на растяжение до 2,26 МПа и прочность на разрыв около 2,19 Н. Кроме того, материал показал низкую пористость и высокую плотность, что потенциально делает его пригодным для экологичной упаковки и других биоразлагаемых изделий.

Авторы работы рассматривают технологию как пример циркулярной экономики, при которой отходы одной отрасли становятся сырьём для другой. По их оценке, использование пивной дробины может одновременно снижать объёмы отходов, уменьшать зависимость от древесного сырья и создавать дополнительные направления переработки для пищевой промышленности.

Отдельное внимание исследователи уделили экономике процесса. На лабораторном этапе производство остаётся сравнительно дорогим, однако моделирование показало, что повторное использование более 80% гидроксида натрия способно снизить себестоимость примерно до 3,28 доллара за квадратный метр бумаги.

Авторы отмечают, что технология пока требует дальнейшей доработки. Среди ключевых задач — улучшение однородности материала, снижение содержания золы и адаптация процесса к промышленным масштабам. В дальнейшем исследователи также планируют оценить экологический жизненный цикл технологии и оптимизировать энергопотребление производства.

На фоне роста мирового спроса на бумагу и усиливающегося давления на лесные экосистемы подобные разработки становятся частью более широкой тенденции поиска недревесных источников сырья для упаковки и бумажной продукции.