NIEUWE MANIER ONTDEKT OM PAPIER TE MAKEN ZONDER CHLOOR

Amerikaanse scheikundigen hebben een milieuvriendelijke manier gevonden om papier te maken (Nature, 8 nov.). Ze ontdekten een chemische verbinding waarmee lignine, de lijmachtige substantie waarmee houtvezels aan elkaar zitten, kan worden verwijderd uit houtpulp. Nu gebeurt dat met behulp van chloorhoudende chemicaliën, wat een behoorlijke milieubelasting betekent. Een begeleidend commentaar in Nature noemt het proces `interessant', maar voorspelt dat er nog veel problemen moeten worden opgelost voor het op grote schaal kan worden toegepast.

Ruwe houtpulp bestaat uit drie (natuurlijke) polymeren: lignine, hemicellulose en cellulose. Om mooi wit papier te kunnen maken moet het lignine worden verwijderd, aangezien dit het papier bruin kleurt. Dit gebeurt door het selectief te laten reageren met een verbinding als chloordioxide, waardoor het in water oplosbaar wordt en kan worden weggewassen. Elk jaar wordt er op deze manier naar schatting honderd miljoen ton pulp behandeld. Dat is een kostbaar en energieverslindend proces waarbij bovendien chloorhoudende afvalproducten ontstaan.

Scheikundigen van de universiteiten van Wisconsin-Madison en de Emory universiteit in Atlanta hebben een serie geladen verbindingen ontdekt (POMs, combinaties van verschillende metaalatomen en zuurstof) die bij een relatief lage temperatuur van 130 graden Celsius reageren met lignine. Dat lost vervolgens in water op en wordt met behulp van het daarin opgeloste zuurstof afgebroken tot koolzuurgas en water. Het zuurstof dient tevens om de POMs weer in hun oorspronkelijke toestand terug te brengen zodat ze een volgend ligninemolecuul kunnen aanpakken.

Deze `slimme chemie' zal echter niet zonder meer leiden tot een proces dat ook geschikt is om in de praktijk te worden toegepast. Zo zijn de reacties vrij inefficiënt, omdat er gemiddeld meer dan zes POMs nodig zijn om één molecuul lignine om te zetten. POMs zijn bovendien duur en hebben een hoog molecuulgewicht, wat betekent dat er voor elke kilo houtpulp 170 kilo van nodig is. Dat vergt nogal wat logistieke aanpassingen voor een typische papierfabriek waar dagelijks zo'n honderd ton pulp wordt verwerkt.

Ook de aanwezigheid van zware metalen als wolfraam en molybdeen in POMs betekent dat het huidige milieuprobleem niet per definitie is opgelost. Want ook al zijn de moleculen stabiel en kunnen ze worden hergebruikt, enig verlies is onvermijdelijk. Toch is een zeker optimisme gerechtvaardigd. Nu er immers is gewezen op de mogelijkheden van deze nieuwe serie verbindingen, zal het onderzoek ernaar worden uitgebreid en is de kans groot dat er verbeterde versies zullen worden ontdekt.

    • Rob van den Berg