A használt kávépárnák újrahasznosíthatók 3D nyomtatáshoz szükséges szálak előállításához

Újra kiadta Platón

Követő: 0

kávépárna-projekt — Használt tokok és példák 3D nyomtatással előállított alkatrészekre (a kép forrása: Bruno Campos Janegitz/UFSCar).

Brit és brazil kutatók szerint a használt kávépárnákban lévő műanyag újrahasznosítható 3D nyomtatók izzószálának előállítására – állítják brit és brazil kutatók, akik azt állítják, hogy sikeresen teszteltek egy ilyen eljárást. A megoldás egy új cikkben jelenik meg közzétett a folyóiratban ACS Fenntartható kémia és mérnöki tudomány

„Új vezető és nem vezető szálakat állítottunk elő hulladék politejsavból [PLA] használt kávéfőző hüvelyekből. Ezeknek az izzószálaknak számos felhasználási területe van, beleértve a gépek és érzékelők vezető részeit. Bruno Campos Janegitz, a cikk egyik társszerzője elmondta a São Paulo Research Foundation-nak (Agência FAPESP). Janegitz a Szenzorok, Nanomedicina és Nanostrukturált Anyagok Laboratóriumának (LSNano) vezetője a São Carlos-i Szövetségi Egyetemen (USFCar).

A projektben Brazíliában a São Carlos Szövetségi Egyetemen (USFCar) és a Campinas Állami Egyetemen (UNICAMP), az Egyesült Királyságban pedig a Manchester Metropolitan Egyetemen (MMU) vettek részt kutatócsoportok.

Brazília a világ vezető kávétermelője és -exportőre, valamint az Egyesült Államok után a második legnagyobb fogyasztója. Bár a legtöbb Brazíliában elfogyasztott kávé rossz minőségű (Coffea canephora, más néven robusta kávé, amely magas arányban tartalmaz hibákat és szennyeződéseket, amelyeket a bab magas pörköléséből és sok cukorból vagy édesítőből álcáznak a csészében), folyamatosan nő az ínyenc és különleges kávék iránti kereslet.

Válogatott arabica babból (Coffea arabica) alacsonyabb pörköléssel, hogy megőrizzék természetes cukrukat, aromájukat és ízüket, az ínyenc kávék 75-80 pontot érnek el a Brazil Kávéipari Szövetség által használt skálán (ABIC), ami 0-tól 100-ig terjed. A különleges kávéknak rendelkezniük kell egy úgynevezett társadalmi-környezeti tanúsítvánnyal, és legalább 80-as pontszámot kell elérni a Brazil Specialty Coffee Association által használt skálán (BSCA).

Az ital minősége az elkészítési módjától is függ, és sok brazil elkezdte használni a cafetière-t (más néven francia sajtó) vagy a tűzhelyes Moka edényt (caffettiera olaszul) a hagyományos szövet- vagy papírszűrő helyett. A hüvelyeket használó hordozható elektromos eszpresszógépek is egyre népszerűbbek, bár sokkal drágábbak. Ez utóbbival az a probléma, hogy mit kezdjünk a használt hüvelyekkel.

Bár léteznek újrafelhasználható hüvelyek, és egyes beszállítók támogatják az alumíniumhüvelyek újrahasznosítását, a legtöbb fogyasztó csak a használt hüvelyeket dobja a szemetesbe, különösen, ha műanyagból készültek. Minden érintett tényezőt figyelembe véve, számítások A São Paulo Állami Technológiai Kutatóintézet (IPT) által készített tanulmányok azt mutatják, hogy „egy csésze kávépor akár 14-szer károsabb lehet a környezetre, mint egy csésze filteres kávé”.

E hulladék felhasználásának kidolgozása érdekében a kutatók elektrokémiai cellákat állítottak elő nem vezető PLA-szálakkal, és elektrokémiai érzékelőket olyan vezető szálakkal, amelyeket úgy készítettek elő, hogy kormot adnak a PLA-hoz. A korom a szén parakristályos formája, amely a szénhidrogének tökéletlen égéséből származik. "Az elektrokémiai érzékelőket arra használták, hogy meghatározzák a koffein arányát a fekete teában és az arabica kávéban" - magyarázta Janegitz.

Az izzószál előállítása viszonylag egyszerű – tette hozzá. „A nem vezető anyagot egyszerűen a PLA-hüvelyek mosásával és szárításával kapjuk meg, majd forró extrudálással. A vezetőképes anyag előállításához hevítés és extrudálás előtt kormot adunk hozzá. Az extrudált anyagot ezután lehűtjük, és feltekercseljük, hogy előállítsuk a kívánt izzószálat” – magyarázta.

A folyamat jó példája a körforgásos gazdaságnak, amelyben a gazdasági tevékenység során keletkező hulladékot nem környezetkárosító problémaként kezelik, hanem erőforrásokká alakítják át egy másik tevékenység megvalósításához. "A használt hüvelyekből nyert polimer bázis nagy hozzáadott értékkel rendelkező eszközöket hozhat létre" - mondta Janegitz.

A Cristiane Kalinke, aki analitikai kémiából PhD fokozatot szerzett és az UNICAMP kutatója, Janegitz külföldi kutatói gyakorlaton vett részt a vizsgálatban Craig Banks, az MMU professzora és a cikk utolsó szerzője felügyelete mellett. A Janegitz-et a FAPESP támogatta a Tematikus projekt és egy kutatási ösztöndíj külföldön. Kalinkét ösztöndíjjal támogatták a külföldi kutatói gyakorlat. Juliano Alves Bonacin, az UNICAMP professzora is részt vett a vizsgálatban.