Використані стручки кави можна переробити для виробництва ниток для 3D-друку | Envirotec

Використані стручки кави можна переробити для виробництва ниток для 3D-друку | Envirotec

Мітка часу: 19 травня 2023 6:45
Вихідний вузол: 2662600

проект кавових стручокпроект кавових стручок
Використані стручки та приклади деталей, виготовлених за допомогою 3D-друку (автор зображення: Bruno Campos Janegitz/UFSCar).

Британські та бразильські дослідники стверджують, що пластик у використаних кавових стручках можна переробити для виготовлення нитки для 3D-принтерів, які стверджують, що успішно випробували цей процес. Рішення з’являється в новій статті опублікований в журналі ACS Sustainable Chemistry & Engineering

«Ми виготовили нові електропровідні та непровідні нитки з відходів полімолочної кислоти [PLA] із використаних контейнерів кавоварки. Є багато застосувань для цих ниток, включаючи провідні частини для машин і датчиків», Бруно Кампос Янегіц, співавтор статті, розповів дослідницькому фонду Сан-Паулу (Agência FAPESP). Джанегіц очолює Лабораторію сенсорів, наномедицини та наноструктурованих матеріалів (LSNano) у Федеральному університеті Сан-Карлос (USFCar).

У проекті брали участь дослідницькі групи в Бразилії у Федеральному університеті Сан-Карлос (USFCar) і Державному університеті Кампіна (UNICAMP), а також у Сполученому Королівстві в Манчестерському столичному університеті (MMU).

Бразилія є провідним у світі виробником і експортером кави, а також другим за величиною споживачем після США. Хоча більшість кави, яку споживають у Бразилії, є низькоякісною (Кава-канефора, також відома як кава робуста, з високою часткою дефектів і домішок, замаскованих високим рівнем обсмаження зерен і великою кількістю цукру або підсолоджувача в чашці), попит на каву для гурманів і спеціальні сорти кави постійно зростає.

Містить добірні зерна арабіки (Кава арабіка) із нижчим обсмаженням, щоб зберегти природний цукор, аромат і смак, вишукана кава набирає 75-80 балів за шкалою, яка використовується Бразильською асоціацією кавової промисловості (ABIC), який варіюється від 0 до 100. Спеціальна кава також повинна мати так звану соціально-екологічну сертифікацію та набрати щонайменше 80 балів за шкалою, яку використовує Бразильська асоціація спеціальної кави (BSCA).

Якість напою також залежить від того, як його готують, і багато бразильців почали використовувати кафетер (також відомий як френч-прес) або каструлю мока на плиті (кафетьєра італійською) замість традиційного тканинного або паперового фільтра. Портативні електричні кавоварки еспресо, які використовують стручки, також стають все більш популярними, хоча вони набагато дорожчі. Проблема з останнім полягає в тому, що робити з використаними стручками.

Хоча багаторазові контейнери існують і деякі постачальники пропагують переробку алюмінієвих контейнерів, більшість споживачів просто викидають використані пакети у сміттєвий бак, особливо якщо вони зроблені з пластику. Враховуючи всі чинники, розрахунки зроблені Державним технологічним дослідницьким інститутом Сан-Паулу (IPT), показують, що «чашка стручкової кави може завдати довкіллю в 14 разів більшої шкоди, ніж чашка кави з фільтром».

Щоб розробити способи використання цих відходів, дослідники виготовили електрохімічні комірки з непровідними нитками PLA та електрохімічні датчики з провідними нитками, виготовленими шляхом додавання сажі до PLA. Сажа — це паракристалічна форма вуглецю, яка утворюється в результаті неповного згоряння вуглеводнів. «Електрохімічні датчики використовувалися для визначення частки кофеїну в чорному чаї та каві арабіка», — пояснив Джанегіц.

Виробництво нитки є відносно простим, додав він. «Ми отримуємо непровідний матеріал простим промиванням і висушуванням стручок PLA з подальшою гарячою екструзією. Щоб отримати провідний матеріал, ми додаємо сажу перед нагріванням і екструзією. Потім екструдований матеріал охолоджується та намотується на котушку, щоб отримати цікаву нитку», — пояснив він.

Цей процес є гарним прикладом циркулярної економіки, у якій відходи, утворені економічною діяльністю, не розглядаються як проблема, що завдає шкоди навколишньому середовищу, а перетворюються на ресурси для здійснення іншої діяльності. «Полімерна основа, отримана з використаних контейнерів, може створювати пристрої з великою доданою вартістю», — сказав Джанегіц.

з Крістіан Калінке, який має ступінь доктора філософії з аналітичної хімії та є дослідником в UNICAMP, Джанегіц брав участь у дослідженні під час наукового стажування за кордоном під керівництвом Крейга Бенкса, професора MMU та останнього автора статті. Янегіца підтримував FAPESP через a Тематичний проект і наукова стипендія за кордоном. Калінке була підтримана стипендією для a наукове стажування за кордоном. Хуліано Алвес Бонасін, професор UNICAMP, також брав участь у дослідженні.

Часова мітка:

Більше від Envirotec