Vỏ cà phê đã qua sử dụng có thể được tái chế để sản xuất sợi in 3D

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

cà phê-pods-dự án — Vỏ đã qua sử dụng và ví dụ về các bộ phận được sản xuất bằng cách in 3D (tín dụng hình ảnh: Bruno Campos Janegitz/UFSCar).

Theo các nhà nghiên cứu người Anh và Brazil, những người tuyên bố đã thử nghiệm thành công một quy trình để làm như vậy, nhựa trong vỏ cà phê đã qua sử dụng có thể được tái chế để làm dây tóc cho máy in 3D. Giải pháp xuất hiện trong một bài viết mới công bố trên tạp chí Hóa học & Kỹ thuật Bền vững ACS

“Chúng tôi đã sản xuất các sợi dẫn điện và không dẫn điện mới từ axit polylactic thải [PLA] từ vỏ máy pha cà phê đã qua sử dụng. Có rất nhiều ứng dụng cho các sợi này, bao gồm các bộ phận dẫn điện cho máy móc và cảm biến,” Bruno Campos Janegitz, một đồng tác giả của bài báo, nói với Quỹ Nghiên cứu São Paulo (Agência FAPESP). Janegitz đứng đầu Phòng thí nghiệm Cảm biến, Thuốc nano và Vật liệu cấu trúc nano (LSNano) tại Đại học Liên bang São Carlos (USFCar).

Dự án có sự tham gia của các nhóm nghiên cứu ở Brazil tại Đại học Liên bang São Carlos (USFCar) và Đại học Bang Campinas (UNICAMP), và ở Vương quốc Anh tại Đại học Manchester Metropolitan (MMU).

Brazil là nhà sản xuất và xuất khẩu cà phê hàng đầu thế giới, đồng thời là nước tiêu thụ cà phê lớn thứ hai sau Hoa Kỳ. Mặc dù hầu hết cà phê tiêu thụ ở Brazil đều có chất lượng thấp (Coffea canephora, còn được gọi là cà phê vối, với tỷ lệ cao các khuyết tật và tạp chất được ngụy trang bằng cách rang kỹ hạt cà phê và cho nhiều đường hoặc chất làm ngọt trong cốc), nhu cầu về cà phê đặc sản và dành cho người sành ăn đang tăng lên đều đặn.

Bao gồm hạt arabica chọn lọc (Coffea arabica) với mức độ rang thấp hơn để bảo quản lượng đường tự nhiên, mùi thơm và hương vị của chúng, cà phê dành cho người sành ăn đạt điểm 75-80 trên thang điểm được sử dụng bởi Hiệp hội Công nghiệp Cà phê Brazil (ABIC), thang điểm từ 0 đến 100. Cà phê đặc sản cũng phải có cái được gọi là chứng nhận môi trường xã hội và đạt ít nhất 80 điểm theo thang điểm do Hiệp hội Cà phê Đặc sản Brazil sử dụng (BSCA).

Chất lượng của đồ uống cũng phụ thuộc vào cách nó được pha chế, và nhiều người Brazil đã bắt đầu sử dụng cafetière (còn được gọi là French press) hoặc Moka pot trên bếp (quán cà phê bằng tiếng Ý) thay cho bộ lọc giấy hoặc vải truyền thống. Máy pha cà phê espresso điện di động sử dụng vỏ cũng ngày càng phổ biến, mặc dù đắt hơn nhiều. Vấn đề với cái sau là phải làm gì với các nhóm đã sử dụng.

Mặc dù có các loại vỏ có thể tái sử dụng và một số nhà cung cấp khuyến khích tái chế vỏ nhôm, nhưng hầu hết người tiêu dùng chỉ ném các vỏ đã qua sử dụng vào thùng rác, đặc biệt nếu chúng được làm bằng nhựa. Xem xét tất cả các yếu tố liên quan, tính toán do Viện Nghiên cứu Công nghệ Nhà nước São Paulo (IPT) thực hiện cho thấy rằng “một tách cà phê viên nén có thể gây hại cho môi trường gấp 14 lần so với một tách cà phê phin”.

Để phát triển việc sử dụng chất thải này, các nhà nghiên cứu đã sản xuất các tế bào điện hóa với các sợi PLA không dẫn điện và các cảm biến điện hóa với các sợi dẫn điện được chuẩn bị bằng cách thêm muội than vào PLA. Muội than là một dạng siêu tinh thể của cacbon hình thành từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn các hydrocacbon. Janegitz giải thích: “Các cảm biến điện hóa được sử dụng để xác định tỷ lệ caffein trong trà đen và cà phê arabica.

Ông cho biết thêm, việc sản xuất dây tóc tương đối đơn giản. “Chúng tôi thu được vật liệu không dẫn điện đơn giản bằng cách rửa và làm khô vỏ PLA, sau đó là ép đùn nóng. Để có được vật liệu dẫn điện, chúng tôi thêm muội than trước khi gia nhiệt và ép đùn. Sau đó, vật liệu ép đùn được làm mát và cuộn lại để tạo ra dây tóc mong muốn,” ông giải thích.

Quá trình này là một ví dụ điển hình về nền kinh tế tuần hoàn, trong đó chất thải do một hoạt động kinh tế tạo ra không được coi là vấn đề gây hại cho môi trường mà được chuyển đổi thành tài nguyên để thực hiện một hoạt động khác. Janegitz cho biết: “Cơ sở polyme thu được từ các vỏ đã qua sử dụng có thể tạo ra các thiết bị có rất nhiều giá trị gia tăng.

Với Cristiane Kalinke, người có bằng tiến sĩ về hóa học phân tích và là nhà nghiên cứu tại UNICAMP, Janegitz đã tham gia nghiên cứu khi đang thực tập nghiên cứu ở nước ngoài dưới sự giám sát của Craig Banks, giáo sư tại MMU và là tác giả cuối cùng của bài báo. Janegitz được FAPESP hỗ trợ thông qua một Đồ án chuyên đề và học bổng nghiên cứu ở nước ngoài. Kalinke đã được hỗ trợ bởi một học bổng cho một thực tập nghiên cứu ở nước ngoài. Juliano Alves Bonacin, một giáo sư tại UNICAMP, cũng tham gia vào nghiên cứu.