Solkiga bomullskläder blir socker – som blir spandex, nylon eller etanol

Varje år slängs uppskattningsvis 25 miljoner ton bomullstextiler runt om i världen. Totalt slängs 100 miljoner ton textilier. I Sverige åker det mesta rakt in i brasan och blir fjärrvärme. På andra håll är det ännu värre, där dumpas kläderna oftast på soptippen.

– Med tanke på att bomull är en förnybar resurs så det är inte särskilt energieffektivt, säger Edvin Ruuth, forskare i kemiteknik vid Lunds tekniska högskola.

Vissa tyger har fortfarande så starka fibrer att de kan återanvändas. Det görs idag och kan göras ännu mer i framtiden. Men mycket som slängs har för korta fibrer för att klara det, och förr eller senare blir alla bomullsfibrer för korta för att fiberregenereras, som det kallas.

Rätt mängd svavelsyra och rätt temperatur

På institutionen för kemiteknik i Lund där Edvin Ruuth jobbar finns stor samlad kunskap att med hjälp av bland annat mikroorganismer och enzymer omvandla de mer ”svårtuggade” kolhydraterna i biomassa till enklare molekyler.

Det innebär att allt från biologiskt avfall och svartlut till halm och flis kan bli bioetanol, biogas och kemikalier. Nu har forskarna också lyckats bryta ner bomullens växtfibrer, cellulosan, till mindre beståndsdelar. Inga mikroorganismer eller enzymer är dock inblandade den här gången, utan i den här processen blöts tygerna med svavelsyra. Resultatet blir en klar, mörkt bärnstensfärgad, sockerlösning.

– Hemligheten är att hitta rätt kombination av temperatur och svavelsyrans koncentration, berättar Edvin Ruuth som mejslat fram receptet tillsammans med doktoranden Miguel Sanchis-Sebastiá och professor Ola Wallberg.

Ett lakan blir fem liter sockerlösning

Glukos är en väldigt flexibel molekyl och går att använda till mycket, enligt Edvin Ruuth.

– Vår plan är att tillverka kemikalier som i sin tur kan bli olika typer av textilier, däribland spandex och nylon. Ett alternativ kan vara att göra etanol.

Ungefär fem liter sockerlösning går att få ut från ett vanligt lakan där varje liter innehåller motsvarande 33 sockerbitar. Men någon sockerdricka går det inte att tala om då vätskan också innehåller en del frätande svavelsyra.

Bomullskristaller och smuts försvårar

Utmaningen är bland annat att få bukt med bomullcellulosans komplexa struktur.

– Det som gör bomull unikt är att dess cellulosa har en hög kristallinitet. Det gör det svårt för kemikalier att bryta ner och använda beståndsdelarna. Dessutom finns mycket ytbehandlingsmedel, färg och andra föroreningar som måste tas bort. Och strukturmässigt skiljer det sig mycket åt mellan en frottéhandduk och ett par gamla jeans, säger Edvin Ruuth.

– Så det är ett väldigt finlir vad gäller att få till rätt koncentration syra, antal behandlingssteg och temperatur.

Konceptet att hydrolisera ren bomull är i sig inget nytt, förklarar Edvin Ruuth, det uppfanns redan på 1800-talet. Svårigheten har legat i att göra den effektiv, ekonomisk och attraktiv.

Många som har försökt har inte lyckats utnyttja en så stor del av bomullen och andra har lyckats bättre, men till ohållbar kostnad och miljöpåverkan, enligt Edvin Ruuth.

Snart är receptet färdigformulerat

När forskarna började göra glukos av tyger för ett år sedan blev utbytet ynka tre-fyra procent. Nu är de uppe i hela 90 procent. När receptet är färdigformulerat är det tänkt att vara både förhållandevis enkelt och billigt att använda.

För att detta ska bli verklighet måste logistiken fungera. Idag finns ingen etablerat sätt att ta hand om och sortera olika textilier som inte skickas in till vanlig klädinsamling. I Malmö byggs tursamt nog en världsunik återvinningscentral där kläder ska sorteras automatiskt med hjälp av en sensor.

Vissa textilier kommer att lämnas till klädinsamling, trasor som kan användas av industrin och textilier med tillräckligt grova fiber kan bli till nya tyger. Resten åker till fjärrvärme.

Förhoppningsvis blir andelen som åker till fjärrvärme betydligt mindre när tekniken från Lund är på plats.

Vetenskaplig artikel:

Novel sustainable alternatives for the fashion industry: A method of chemically recycling waste textiles via acid hydrolysis.ScienceDirect

Kontakt:

Ola Wallberg, professor vid Institutionen för kemiteknik, ola.wallberg@chemeng.lth.se 
Edvin Ruuth, forskare i kemiteknik vid Lunds tekniska högskola edvin.ruuth@chemeng.lth.se