ฝักกาแฟที่ใช้แล้วสามารถนำมารีไซเคิลเพื่อผลิตเส้นใยสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ | เอ็นไวโรเทค

ฝักกาแฟที่ใช้แล้วสามารถนำมารีไซเคิลเพื่อผลิตเส้นใยสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ | เอ็นไวโรเทค

ประทับเวลา: 19 พฤษภาคม 2023 6:45 น
โหนดต้นทาง: 2662600

โครงการฝักกาแฟโครงการฝักกาแฟ
พ็อดใช้แล้วและตัวอย่างชิ้นส่วนที่ผลิตโดยการพิมพ์ 3 มิติ (เครดิตรูปภาพ: Bruno Campos Janegitz/UFSCar)

พลาสติกในฝักกาแฟที่ใช้แล้วสามารถนำไปรีไซเคิลเพื่อทำเส้นใยสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ อ้างจากนักวิจัยชาวอังกฤษและบราซิลที่อ้างว่าประสบความสำเร็จในการทดสอบกระบวนการดังกล่าว วิธีแก้ปัญหาปรากฏในบทความใหม่ การตีพิมพ์ ในวารสาร ACS เคมีและวิศวกรรมที่ยั่งยืน

“เราผลิตเส้นใยชนิดที่นำไฟฟ้าได้และไม่นำไฟฟ้าจากกรดพอลิแลกติกเหลือทิ้ง [ปลา] จากฝักเครื่องชงกาแฟใช้แล้ว มีการใช้งานมากมายสำหรับเส้นใยเหล่านี้ รวมถึงชิ้นส่วนนำไฟฟ้าสำหรับเครื่องจักรและเซ็นเซอร์” บรูโน่ คัมโปส จาเนกิทซ์ผู้ร่วมเขียนบทความกล่าวกับ São Paulo Research Foundation (Agência FAPESP) Janegitz เป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการ Sensors, Nanomedicine และ Nanostructured Materials (LSNano) ที่ Federal University of São Carlos (USFCar)

โครงการนี้เกี่ยวข้องกับกลุ่มวิจัยในบราซิลที่ Federal University of São Carlos (USFCar) และ State University of Campinas (UNICAMP) และในสหราชอาณาจักรที่ Manchester Metropolitan University (MMU)

บราซิลเป็นผู้ผลิตและส่งออกกาแฟชั้นนำของโลก อีกทั้งยังมีผู้บริโภครายใหญ่เป็นอันดับสองรองจากสหรัฐอเมริกา แม้ว่ากาแฟส่วนใหญ่ที่บริโภคในบราซิลจะมีคุณภาพต่ำ (Coffea canephoraหรือที่เรียกว่ากาแฟโรบัสต้า ซึ่งมีข้อบกพร่องและสิ่งเจือปนในสัดส่วนสูงซึ่งปลอมตัวจากการคั่วเมล็ดกาแฟในปริมาณสูงและเติมน้ำตาลหรือสารให้ความหวานจำนวนมากในถ้วย) ความต้องการกาแฟกูร์เมต์และกาแฟพิเศษกำลังเติบโตอย่างต่อเนื่อง

ประกอบด้วยเมล็ดอาราบิก้าคัดสรร (กาแฟอาราบิก้า) ด้วยการคั่วที่ต่ำลงเพื่อรักษาน้ำตาล กลิ่น และรสชาติตามธรรมชาติ กาแฟรสเลิศได้คะแนน 75-80 จากมาตราส่วนที่ใช้โดยสมาคมอุตสาหกรรมกาแฟของบราซิล (เอบิค) ซึ่งมีตั้งแต่ 0 ถึง 100 กาแฟชนิดพิเศษต้องมีสิ่งที่เรียกว่าใบรับรองทางสังคมและสิ่งแวดล้อมและได้คะแนนอย่างน้อย 80 ในระดับที่ใช้โดยสมาคมกาแฟชนิดพิเศษของบราซิล (ก.บ.ศ).

คุณภาพของเครื่องดื่มยังขึ้นอยู่กับวิธีการเตรียมด้วย และชาวบราซิลจำนวนมากเริ่มใช้คาเฟเทียร์ (หรือที่เรียกว่าเฟรนช์เพรส) หรือหม้อโมก้าแบบตั้งพื้น (เครื่องชงกาแฟ ในภาษาอิตาลี) แทนตัวกรองผ้าหรือกระดาษแบบดั้งเดิม เครื่องชงกาแฟเอสเปรสโซไฟฟ้าแบบพกพาที่ใช้พ็อดก็ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเช่นกัน แม้ว่าจะมีราคาแพงกว่ามากก็ตาม ปัญหาที่ตามมาคือจะทำอย่างไรกับฝักที่ใช้แล้ว

แม้ว่าจะมีพ็อดที่ใช้ซ้ำได้และซัพพลายเออร์บางรายส่งเสริมการรีไซเคิลพ็อดอะลูมิเนียม ผู้บริโภคส่วนใหญ่เพียงแค่ทิ้งพ็อดที่ใช้แล้วลงในถังขยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากทำจากพลาสติก เมื่อพิจารณาจากปัจจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้องแล้ว การคำนวณ จัดทำโดยสถาบันวิจัยเทคโนโลยีแห่งรัฐเซาเปาโล (IPT) แสดงให้เห็นว่า “กาแฟพ็อดหนึ่งถ้วยสามารถทำลายสิ่งแวดล้อมได้มากกว่ากาแฟกรองหนึ่งถ้วยถึง 14 เท่า”

เพื่อพัฒนาการใช้ของเสียนี้ นักวิจัยได้ผลิตเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่มีเส้นใยที่ไม่นำไฟฟ้าของ PLA และเซนเซอร์เคมีไฟฟ้าที่มีเส้นใยนำไฟฟ้าที่เตรียมโดยการเติมคาร์บอนแบล็คลงใน PLA คาร์บอนแบล็คเป็นคาร์บอนรูปแบบพาราคริสตัลไลน์ซึ่งเป็นผลมาจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของไฮโดรคาร์บอน Janegitz อธิบายว่า "เซ็นเซอร์เคมีไฟฟ้าถูกใช้เพื่อกำหนดสัดส่วนของคาเฟอีนในชาดำและกาแฟอาราบิก้า" Janegitz อธิบาย

การผลิตเส้นใยค่อนข้างง่าย เขากล่าวเสริม “เราได้วัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าง่ายๆ เพียงแค่ล้างและทำให้แห้งพ็อด PLA ตามด้วยการรีดร้อน เพื่อให้ได้วัสดุนำไฟฟ้า เราเพิ่มคาร์บอนแบล็คก่อนที่จะให้ความร้อนและการอัดขึ้นรูป จากนั้นวัสดุที่อัดขึ้นรูปจะถูกทำให้เย็นและม้วนเพื่อผลิตเส้นใยที่สนใจ” เขาอธิบาย

กระบวนการนี้เป็นตัวอย่างที่ดีของเศรษฐกิจหมุนเวียน ซึ่งของเสียที่เกิดจากกิจกรรมทางเศรษฐกิจจะไม่ถือว่าเป็นปัญหาที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม แต่ถูกแปลงเป็นทรัพยากรเพื่อดำเนินกิจกรรมอื่น Janegitz กล่าวว่า "ฐานโพลีเมอร์ที่ได้จากฝักที่ใช้แล้วสามารถสร้างอุปกรณ์ที่มีมูลค่าเพิ่มได้อย่างมาก

กับ คริสเตียเน่ คาลิงเก้ซึ่งจบปริญญาเอกด้านเคมีวิเคราะห์และเป็นนักวิจัยที่ UNICAMP, Janegitz ได้เข้าร่วมในการศึกษานี้ในขณะที่ฝึกงานด้านการวิจัยในต่างประเทศภายใต้การดูแลของ Craig Banks ศาสตราจารย์ที่ MMU และผู้เขียนบทความคนล่าสุด Janegitz ได้รับการสนับสนุนโดย FAPESP ผ่านทาง โครงการเฉพาะเรื่อง และ ทุนวิจัยในต่างประเทศ. Kalinke ได้รับการสนับสนุนโดยทุนการศึกษาสำหรับ ฝึกงานวิจัยในต่างประเทศ. จูเลียโน อัลเวส โบนาซินศาสตราจารย์แห่ง UNICAMP ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ด้วย

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก เอ็นไวโรเทค