俄勒冈州立大学的科学家们开发了主要由苹果渣制成的纸浆模塑包装，同时试验了生物基阻隔解决方案，以提高由水果和蔬菜副产品制成的包装材料的防水性。虽然回收报纸传统上是纸浆模塑包装产品的主要成分之一，但这种材料的供应量正在下降，部分原因是消费者对报纸的需求下降，减少了用于回收的消费后废物的可用性。这意味着该行业需要替代材料来生产用于外卖容器、饮料纸盒和花盆等应用的纸浆模塑包装。

 

　　俄勒冈州立大学教授 Yanyun Zhao 研究了水果、蔬菜和葡萄酒加工中的副产品作为回收报纸替代品的潜力。该研究小组特别关注苹果渣作为模塑纸浆包装主要成分的潜力。Zhao 解释说：“现在，苹果渣通常只是堆肥或用作动物饲料。我们想为什么不把它变成一种满足行业需求的环保产品。”

 

　　此外，对于俄勒冈州的研究小组来说，苹果渣在地理上是一种有利的材料，因为它在美国太平洋西北海岸很容易买到。果渣由 Hood River 的 Hood River Juice Company 提供用于研究。

 

　　在苹果汁的生产过程中，大约 70-75% 的苹果进入果汁本身，而据报道有 25%-30% 作为果渣。据研究小组称，在研究苹果渣的使用过程中出现的一个关键挑战，是纸浆模塑包装的防水性，它需要承受高水平的水分、液体食品或非食品物品和储存的产品在高湿度条件下。

 

　　该团队进行了进一步的研究，以开发一种解决方案，以提高基于苹果渣的产品的防水性，重点是使其成为生物基、可堆肥和具有成本效益的产品。这包括加入聚合物和化合物，例如木质素、壳聚糖和甘油。

 

　　木质素是一种有机聚合物，可支撑大多数植物的组织和细胞壁，使其具有刚性。它可以从木材中提取，通常是造纸工业的副产品，全世界每年生产约 5000 万吨。在这项研究中，使用了富含木质素的大黄渣。

 

　　同样，壳聚糖也是一种生物基聚合物，通常来源于几丁质（可从甲壳类动物、软体动物和真菌中提取），常用于造纸工业。据报道，Zhao 的研究小组发现，壳聚糖通过氢键吸附在纤维素纳米纤维 (CNF) 上，显著降低了 CNF 薄膜的吸水率。

 

　　甘油是一种有机化合物，可以添加到材料中，使其更柔软、更有弹性。在先前的研究中使用低水平的甘油也表明吸水率降低。除了木质素、壳聚糖和甘油外，该团队还在纸浆模塑包装产品中添加了纸板纤维以保持稳定性。在之前的另一项研究中，该团队创建了一种热、冷和防水超疏水涂层的两步制备方法。在这项研究中，在基于苹果渣的产品表面应用了一步涂层以增强防水性。

 

　　基于目前的研究，Zhao 与合著者 Clara Lang、Jooyeoun Jung 和 Taoran Wang 表示，他们已经证明了“使用果渣作为新的纤维来源来生产纸浆模塑包装的可行性”，以及可能的解决方案以提高此类包装材料的耐水性。

 

　　今年早些时候，研究小组 Empa 与瑞士 Lidl 合作，宣布其用于黄瓜和香蕉等新鲜农产品的可食用纤维素涂层取得初步成功。该涂层是通过从固体胡萝卜泥中提取果渣制成的，经过漂白、洗涤和研磨成纤维素纤维溶液，这种溶液显然无毒，可以无害地食用。

 

　　技术公司 Xampla 同样开发了豌豆蛋白材料的包装。例如，豌豆蛋白可以干燥成具有与塑料相似特性的薄片，Gousto 将其用于可食用的汤料块，或者制成微型胶囊，以保护强化液体中的维生素在透明包装时不被紫外线分解塑料瓶。

 

　　一家总部位于罗姆西的能源公司与一家循环经济企业合作，将稻草等农业废弃物转化为纸包装。Hive Energy与总部位于Horsham的Nafici Group联手投资Nafici 环境研究 (NER)，该研究将包括麦秸在内的农业废弃物转化为EcoPulp，并在纸包装材料的生产中替代木质纸浆。

 

　　该公司表示，它决定将包装作为一个主要的环境问题，许多行业都希望摆脱不可生物降解的化石燃料塑料。一种替代方法是使用纸、卡片和模塑纤维包装。然而，这些材料需要使用木浆，其生产会产生环境影响。

 

　　NER 的专利工艺允许EcoPulp，一种木浆替代品，由通常被焚化或腐烂的废物生产，将二氧化碳释放到大气中Hive Energy首席执行官贾尔斯·雷德帕斯 表示：“Nafici Environmental Research是一家创新的低碳企业，符合我们减少碳排放的使命。EcoPulp生产在减少由塑料或木浆制成的模塑包装的数量方面具有巨大潜力，这对环境有益。该产品具有很好的功能品质，尤其是因为它使用废秸秆作为基础产品，否则很可能会被焚烧或填埋。”

 

　　Nafici Environmental Research首席执行官弗洛伦斯·纳菲奇表示：“我们很高兴与Hive Energy合作，Hive Energy将成为NER在中国以外的全球发展的重要战略合作伙伴，并完全符合我们的循环经济愿景和价值观。”

 

　　它说生态制浆比传统木浆更环保，用水量减少高达95%，能源消耗减少50%。还可用于制作食品接触级模塑纤维包装。NER计划在英格兰建造其第一个全面的生态制浆设施，在 Hive 投资后立即开始可行性研究和选址。