Used Coffee Pods Can Be Recycled To Produce Filaments For 3D Printing

Publisert av Platon

Følgere: 0

kaffe-pods-prosjekt — Brukte pods og eksempler på deler produsert ved 3D-printing (bildekreditt: Bruno Campos Janegitz/UFSCar).

Plasten i brukte kaffeputer kan resirkuleres for å lage filament for 3D-printere, ifølge britiske og brasilianske forskere som hevder å ha testet en prosess for å gjøre det. Løsningen kommer i en ny artikkel publisert i tidsskriftet ACS Sustainable Chemistry & Engineering

"Vi produserte nye ledende og ikke-ledende filamenter fra avfallspolymelkesyre [PLA] fra brukte kaffemaskinputer. Det er mange bruksområder for disse filamentene, inkludert ledende deler for maskineri og sensorer. Bruno Campos Janegitz, en medforfatter av artikkelen, fortalte São Paulo Research Foundation (Agência FAPESP). Janegitz leder Sensors, Nanomedicine and Nanostructured Materials Laboratory (LSNano) ved Federal University of São Carlos (USFCar).

Prosjektet involverte forskningsgrupper i Brasil ved Federal University of São Carlos (USFCar) og State University of Campinas (UNICAMP), og i Storbritannia ved Manchester Metropolitan University (MMU).

Brasil er verdens ledende produsent og eksportør av kaffe, i tillegg til den nest største forbrukeren etter USA. Selv om det meste av kaffe som konsumeres i Brasil er av lav kvalitet (Coffea canephora, også kjent som robusta-kaffe, med en høy andel defekter og urenheter skjult av høy brenning av bønner og rikelig med sukker eller søtningsmiddel i koppen), øker etterspørselen etter gourmet- og spesialkaffe stadig.

Består av utvalgte arabicabønner (Coffea arabica) med en lavere brenning for å bevare deres naturlige sukkerarter, aroma og smak, scorer gourmetkaffe 75-80 på skalaen brukt av Brazilian Coffee Industry Association (ABIC), som går fra 0 til 100. Spesialkaffe må også ha det som kalles en sosio-miljøsertifisering og score minst 80 på skalaen som brukes av Brazilian Specialty Coffee Association (BSCA).

Kvaliteten på drikken avhenger også av hvordan den tilberedes, og mange brasilianere har begynt å bruke cafetière (også kjent som fransk presse) eller komfyrtopp Moka-gryte (kaffetrakter på italiensk) i stedet for det tradisjonelle tøy- eller papirfilteret. Bærbare elektriske espressomaskiner som bruker pods er også stadig mer populære, om enn langt dyrere. Problemet med sistnevnte er hva man skal gjøre med brukte pods.

Selv om gjenbrukbare pods finnes og noen leverandører fremmer resirkulering av aluminium pods, kaster de fleste forbrukere bare brukte pods i søppelbøtten, spesielt hvis de er laget av plast. Med tanke på alle faktorene som er involvert, beregninger laget av São Paulo State Technological Research Institute (IPT) viser at «en kopp kaffepute kan være så mye som 14 ganger mer skadelig for miljøet enn en kopp filterkaffe».

For å utvikle bruksområder for dette avfallet produserte forskerne elektrokjemiske celler med ikke-ledende filamenter av PLA og elektrokjemiske sensorer med ledende filamenter fremstilt ved å tilsette sot til PLA. Carbon black er en parakrystallinsk form for karbon som er et resultat av ufullstendig forbrenning av hydrokarboner. "De elektrokjemiske sensorene ble brukt til å bestemme andelen koffein i svart te og arabica kaffe," forklarte Janegitz.

Produksjonen av filament er relativt enkel, la han til. "Vi får det ikke-ledende materialet ved å vaske og tørke PLA-puter, etterfulgt av varm ekstrudering. For å få det ledende materialet tilsetter vi carbon black før oppvarming og ekstrudering. Det ekstruderte materialet blir deretter avkjølt og spolet for å produsere filamentet av interesse,» forklarte han.

Prosessen er et godt eksempel på sirkulær økonomi, der avfallet som produseres av en økonomisk aktivitet ikke behandles som et problem som skader miljøet, men omdannes til ressurser for å gjennomføre en annen aktivitet. "Polymerbasen oppnådd fra brukte pods kan generere enheter med mye merverdi," sa Janegitz.

Med Cristiane Kalinke, som har en doktorgrad i analytisk kjemi og er forsker ved UNICAMP, Janegitz deltok i studien mens han var på et forskeropphold i utlandet under veiledning av Craig Banks, professor ved MMU og siste forfatter av artikkelen. Janegitz ble støttet av FAPESP via en Tematisk prosjekt og en forskningsstipend i utlandet. Kalinke ble støttet av et stipend for en forskningspraksis i utlandet. Juliano Alves Bonacin, professor ved UNICAMP, deltok også i studien.