Käytetyt kahvikapselit voidaan kierrättää filamenttien tuottamiseksi 3D-tulostusta varten

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

kahvipalat-projekti — Käytettyjä koteloita ja esimerkkejä 3D-tulostuksella tuotetuista osista (kuvaluotto: Bruno Campos Janegitz/UFSCar).

Käytetyissä kahvityynyissä oleva muovi voidaan kierrättää filamentin valmistamiseksi 3D-tulostimia varten, kertovat brittiläiset ja brasilialaiset tutkijat, jotka väittävät testaaneensa prosessia menestyksekkäästi. Ratkaisu näkyy uudessa artikkelissa julkaistu lehdessä ACS Kestävä kemia ja tekniikka

"Valmistimme uusia johtavia ja johtamattomia filamentteja jätepolymaitohaposta [PLAN] käytetyistä kahvinkeittimen tyynyistä. Näille filamenteille on monia sovelluksia, mukaan lukien koneiden ja antureiden johtavat osat. Bruno Campos Janegitz, artikkelin toinen kirjoittaja, kertoi São Paulon tutkimussäätiölle (Agência FAPESP). Janegitz johtaa anturien, nanolääketieteen ja nanorakenteiden materiaalien laboratoriota (LSNano) São Carlosin liittovaltion yliopistossa (USFCar).

Hankkeessa oli mukana tutkimusryhmiä Brasiliassa São Carlosin liittovaltion yliopistossa (USFCar) ja Campinasin osavaltion yliopistossa (UNICAMP) sekä Iso-Britanniassa Manchester Metropolitan Universityssä (MMU).

Brasilia on maailman johtava kahvin tuottaja ja viejä sekä sen toiseksi suurin kuluttaja Yhdysvaltojen jälkeen. Vaikka suurin osa Brasiliassa kulutetusta kahvista on heikkolaatuista (Coffea canephora, joka tunnetaan myös nimellä robusta-kahvi, jossa suuri osa vioista ja epäpuhtauksista peittyy papujen korkealla paahteella ja runsaalla sokerilla tai makeutusaineella kupissa), gourmet- ja erikoiskahvien kysyntä kasvaa tasaisesti.

Sisältää valikoituja arabicapapuja (Arabiankahvi) joiden paahto on pienempi, jotta niiden luonnolliset sokerit, aromi ja maku säilyvät, gourmet-kahvit pisteet 75-80 Brasilian kahviteollisuusliiton käyttämässä asteikossa (ABIC), joka vaihtelee nollasta 0:aan. Erikoiskahveilla on myös oltava niin sanottu sosio-ympäristösertifikaatti ja vähintään 100 arvosanaa Brazilian Specialty Coffee Associationin käyttämällä asteikolla (BSCA).

Juoman laatu riippuu myös valmistustavasta, ja monet brasilialaiset ovat alkaneet käyttää cafetièreä (tunnetaan myös nimellä ranskalainen lehdistö) tai liedellä olevaa Moka-kattilaa (kahvia italiaksi) perinteisen kangas- tai paperisuodattimen sijaan. Kannettavat sähköiset espressokoneet, joissa käytetään paloja, ovat myös yhä suositumpia, vaikkakin paljon kalliimpia. Jälkimmäisen ongelmana on, mitä tehdä käytetyille koteloille.

Vaikka uudelleenkäytettäviä koteloita on olemassa ja jotkut toimittajat edistävät alumiinikoteloiden kierrätystä, useimmat kuluttajat vain heittävät käytetyt kotelot roskakoriin, varsinkin jos ne on valmistettu muovista. Ottaen huomioon kaikki asiaan liittyvät tekijät, laskelmat São Paulon osavaltion teknologisen tutkimusinstituutin (IPT) tekemät tutkimukset osoittavat, että "kupillinen tyynykahvia voi olla jopa 14 kertaa vahingollisempi ympäristölle kuin kuppi suodatinkahvia".

Tämän jätteen käyttötapojen kehittämiseksi tutkijat tuottivat sähkökemiallisia kennoja johtamattomilla PLA-filamenteilla ja sähkökemiallisia antureita johtavilla filamenteilla, jotka valmistettiin lisäämällä hiilimustaa PLA:han. Hiilimusta on parakiteinen hiilen muoto, joka syntyy hiilivetyjen epätäydellisestä palamisesta. "Sähkökemiallisia antureita käytettiin määrittämään kofeiinin osuus mustassa teessä ja arabicakahvissa", Janegitz selitti.

Hehkulangan valmistus on suhteellisen yksinkertaista, hän lisäsi. ”Saamme sähköä johtamattoman materiaalin yksinkertaisesti pesemällä ja kuivaamalla PLA-tyynyt, mitä seuraa kuumaekstruusio. Johtavan materiaalin saamiseksi lisäämme hiilimustaa ennen kuumennusta ja ekstruusiota. Sitten suulakepuristettu materiaali jäähdytetään ja kelataan kiinnostavan filamentin tuottamiseksi", hän selitti.

Prosessi on hyvä esimerkki kiertotaloudesta, jossa taloudellisen toiminnan tuottamaa jätettä ei käsitellä ympäristöä vahingoittavana ongelmana, vaan se muunnetaan resurssiksi toisen toiminnan toteuttamiseksi. "Käytetyistä paloista saatu polymeeripohja voi tuottaa laitteita, joilla on paljon lisäarvoa", Janegitz sanoi.

Kanssa Cristiane Kalinke, jolla on tohtorintutkinto analyyttisestä kemiasta ja tutkija UNICAMPissa, Janegitz osallistui tutkimukseen ollessaan tutkimusharjoittelussa ulkomailla MMU:n professorin ja artikkelin viimeisen kirjoittajan Craig Banksin valvonnassa. FAPESP tuki Janegitziä a Temaattinen projekti ja tutkimusapuraha ulkomaille. Kalinkea tuettiin stipendillä a tutkimusharjoittelu ulkomailla. Juliano Alves Bonacin, UNICAMPin professori, osallistui myös tutkimukseen.