纸张是唯一一种在回收后仍能保持所有有用特性的产品，可以制成卫生纸、牛皮纸、瓦楞纸箱、纸巾和报纸等。然而，实际回收的纸张量相对于被丢弃的纸张量来说仍然较少。由于塑料废物的处理受到了更多关注，纸张废物的影响往往被忽视。作为城市固体废物的一部分，纸张产品在整个生命周期内对环境的影响与其他类型的废物相似，包括填埋成本和处理过程中的环境影响（Wichai-utcha和Chavalparit，2019年）。在工业活动中，纸浆和造纸行业是环境污染的第三大来源，对陆地、大气和水生生态系统产生负面影响（Mandeep等人，2019年）。纤维素纤维（占纸张产品的90-99%）构成了纸张的有序结构，通过氢键网络调节其机械和功能特性（Sahin和Arslan，2008年）。然而，纤维素的化学组成主要由带有羟基的β-葡萄糖单元构成。纤维素的主链由β-D-葡萄糖单元通过β(1→4)连接聚合而成，形成具有密集氢键网络的刚性线性链（Zuppolini等人，2022年）。
据估计，全球约17%的工业废物来自造纸行业。纸张和纸板废物约占全球城市固体废物的四分之一（26%），此外，纸浆和造纸生产设施还会对空气、水和土地造成污染（Haile等人，2021年）。印度每年通过各种废物管理系统收集约120万至240万吨可回收报纸，以及240万至430万吨纸板。根据纸张种类的不同，回收利用率占印度纸张和纸板总产量的30-60%（Nandy等人，2015年）。废纸提供了一种经济实惠且易于获取的纤维素来源，适用于增值应用。虽然木质纤维素生物质是一个有前景的替代品，但其使用可能会加剧森林砍伐。细菌纤维素是另一种选择，但由于需要无菌环境和大量人力，生产成本较高，其中设施维护和劳动力成本占运营成本的89%（Behera等人，2022年；Laavanya等人，2021年）。废纸作为一种可持续的纤维素来源，可以降低成本并减少森林砍伐。
最近的研究表明，废纸作为一种原材料，具有开发高价值产品的潜力。例如，它已被用于制造超疏水气凝胶，应用于建筑物的隔热材料（Yue等人，2022年），以及能够从水环境中去除有机污染物和油污的吸附气凝胶（Nguyen等人，2013年）。此外，废纸还可以作为微生物生物转化的基质，生成可再生生物燃料。通过酶水解和发酵过程，富含纤维素的废纸可以有效地转化为生物乙醇。此外，微生物联合体和厌氧消化技术也显示出生产生物柴油和生物气体的潜力，从而有助于从木质纤维素残渣中回收可持续能源（Al-Azkawi等人，2019年）。微晶纤维素（MCC）是一种通过部分酸水解木浆或棉花制备的纯化纤维素衍生物，因其结晶结构和高纯度而受到广泛应用。然而，目前从高附加值作物中提取MCC通常需要使用大量有害化学物质，这些过程大多会导致森林砍伐。因此，需要考虑环保的原料来源以克服这些问题。最近的研究报道了从农业废弃物（如稻草（Raudhatussyarifah等人，2022年）、Kans草（Baruah等人，2020年）和食物来源（如罗望子种子（Suganya Priyadharshini等人，2024年）、葡萄酒废料（Harini等人，2024年）等中提取MCC的潜在替代方案。
由于各行业需求的增长，预计全球MCC市场从2023年到2033年将增长6.3%，从9.747亿美元增长到17.941亿美元。从木材和农业废弃物中传统生产MCC往往受到提取效率低和需要强烈化学处理的限制（Ventura-Cruz和Tecante，2021年）。尽管废纸本身富含纤维素，但其作为MCC原料的潜力尚未在不同废物来源中进行系统的经济评估。本研究假设废纸可以通过温和的加工方法提取MCC，并且来源成分的不同会导致性能与成本之间的权衡。因此，本研究旨在（1）从三种常见的废纸来源中提取和表征MCC；（2）将原料成分与MCC性能相关联；（3）进行比较经济分析以评估商业可行性。
