_ Cercetătorii descompun pizza Provocările de reciclare a cutiilor, câte o felie

În fiecare zi, aproximativ 43 de milioane de americani mănâncă cel puțin o felie de pizza, potrivit experților. Mâncarea fierbinte, brânzoasă, de inspirație italiană contribuie cu 47 de miliarde de dolari la economia SUA în fiecare an, iar aproximativ o treime dintre aceste plăcinte sunt livrate la destinații în cutii de carton ondulat.

Chiar și fără containerele folosite. pentru resturile de restaurant, sunt o mulțime de cutii de pizza.

Din păcate, la fel ca multe alte tipuri de recipiente pentru alimente, cutiile de pizza nu pot fi reciclate din cauza tuturor contaminanților lăsați în urmă, cum ar fi grăsimea și brânza.

Contaminanții specifici depozitării pizza se numesc FOG, care reprezintă grăsimi, uleiuri și grăsimi. Cețurile precum untul de arahide într-un borcan sau grăsimea de pe o cutie de pizza din carton sunt aproape imposibil de îndepărtat complet.

Acum, cercetătorii iubitori de pizza de la Laboratorul Național Idaho (INL) lucrează pentru a rezolva cutia de pizza- problema de reciclare. Un studiu recent arată cum să decontaminați cartonul folosind capacitățile de separare a materialelor. Cercetarea este publicată în Journal of Cleaner Production.

Studiul nu numai că ar putea face unul dintre alimentele preferate ale națiunii mai ecologic, ci ar putea salva și viețile soldaților americani.

Efortul de a separa grăsimea, brânza și alți contaminanți din cutiile de pizza a luat naștere într-un proiect de cercetare asociat cu Programul de resurse de la Defense Advanced Research Project Agency (DARPA). ReSource a fost conceput pentru a transforma deșeurile de luptători, inclusiv materiale plastice obișnuite, în macronutrienți comestibili și alte articole utile. Pe câmpul de luptă, fiecare livrare către trupe pune personalul în pericol, deoarece cursele de aprovizionare pot fi la fel de vulnerabile ca linia frontului la atacurile inamice. Aceste circuite riscante de aprovizionare ar putea fi reduse dacă bazele militare și-ar putea transforma deșeurile în resurse utilizabile, cum ar fi combustibilul.

„Separarea materialelor va fi importantă pentru reducerea deșeurilor în industria energetică și a apărării”, a spus Aaron Wilson, directorul principal. investigator pentru experimentul cutiei de pizza. „Pentru a face posibile separări specifice, trebuie să dovedim mai întâi conceptul general de separare a materialelor, ceea ce a realizat acest studiu.”

Așadar, Wilson și echipa sa și-au propus să demonstreze un concept de separare mai larg pentru a permite succes cu proiectul deșeurilor de luptători.

Scoate brânza din carton: experimentul cutiei de pizza

Wilson și echipa sa au creat un sistem experimental folosind dimetil eter (DME), o substanță ecologică. substanță chimică prietenoasă folosită în procesele de refrigerare și o mulțime de pizza. Sistemul dispune de două reactoare verticale din oțel inoxidabil - unul pentru a îndepărta lichidele din solide folosind un solvent și celălalt pentru a elimina solventul din lichide. Un rezervor menține solventul separat până la începerea experimentului.

Echipa încarcă articolele pe care doresc să le curețe (în acest caz, bucăți defalcate din cutiile de carton contaminate) în primul reactor, apoi adaugă solventul. . Apoi, ei amestecă solventul cu cutiile de carton pentru a declanșa o reacție chimică care trage contaminanții din carton.

Odată ce cartonul este curățat, solventul este scurs în reactorul inferior. Echipa aplică un vid pentru a aspira solventul DME din reactor printr-un tub și fie îl pompează într-un rezervor de stocare, fie înapoi în primul cilindru pentru a curăța mai mult material. În acest moment, contaminanții FOG, apa și sărurile sunt concentrate sub formă de solide cristalizate în fundul celui de-al doilea reactor. FOG-urile și fracția apoasă se separă din interiorul acestor solide și pot fi colectate cu ușurință.

„Prin procesul de reactor, am putut extrage contaminanții în fracții separate”, a spus Wilson. „Am avut o fracție dominată de uleiuri, una dominată de apă și una dominată de solide uscate.”

De ce extracția DME?

Acest proces de extracție este o îmbunătățire semnificativă față de metodele obișnuite de spălare cu apă. După cum a descris-o Wilson, spălarea cu apă seamănă foarte mult cu înmuierea deșeurilor care necesită curățare într-o mașină de spălat vase și apoi uscarea materialului la un cost ridicat de energie. Acest stil de tratare are ca rezultat un volum mare de apă uzată, în general echivalent cu volumul materialului curățat.

Apa uzată conține un amestec divers de contaminanți. Reciclarea acelui volum de apă uzată și recuperarea contaminanților pentru eliminare este un proces atât de complex încât nu există nicio opțiune bună.

În schimb, procesul de extracție DME funcționează într-o buclă închisă care reciclează soluția DME pentru a curăța deșeurile noi. articole. Procesul poate fi scalat la orice dimensiune.

De la cine cu pizza la câmpul de luptă: ce urmează?

Succesul studiului de caz pentru curățarea cutiilor de pizza ar putea permite proiecte viitoare care transformă deșeurile în materiale reutilizabile, inclusiv proiectul privind reutilizarea deșeurilor militare.

„Știind că acest lucru funcționează pentru cutiile de pizza foarte contaminate a ajutat la validarea sistemului pentru a fi utilizat pe câmpul de luptă”, a declarat Jeff Lacey, investigatorul principal pentru Proiectul DARPA. „Cea mai mare provocare acum va fi să facem sistemul mai ușor.”

Deoarece majoritatea mărfurilor militare trebuie transportate peste ocean și pe teren accidentat, un sistem ușor este crucial. Lacey și echipa sa au început să identifice componente care ar putea fi eliminate sau înlocuite pentru a reduce greutatea sistemului reactor. Unele dintre cele mai grele componente au fost pompa pentru rezervorul de stocare DME și cele două vase ale reactorului.

Cercetătorii evaluează componente mai ușoare, inclusiv pompele de recuperare a solvenților utilizate în mod obișnuit în aparatele de aer condiționat care cântăresc 25 de lire sterline în comparație cu cele 120- pompe de lire utilizate în experimentele inițiale. Echipa lui Lacey explorează, de asemenea, vase sub presiune din fibră de carbon proiectate de o companie Brigham City, Utah, pentru utilizare de către NASA, care reduc greutatea vasului reactorului de la 60 de lire la 5 lire.

Procesul de extracție cu solvent s-ar putea dovedi, de asemenea, util pentru reciclarea bateriilor. Ar putea permite eliminarea mai eficientă a deșeurilor de baterie prin separarea intermediarilor lichidi de solide. În cele din urmă, proiectul contribuie la ideea durabilă a unei economii circulare, deoarece toate materialele folosite pentru extragerea unui volum de deșeuri pot fi refolosite în următorul proces de extracție a deșeurilor.

„INL a început cu această cutie de pizza. studiază pentru că celor mai mulți oameni le pasă de reciclarea adecvată a deșeurilor alimentare”, a spus Lacey. „Dar în cele din urmă, această cercetare are atât de multe aplicații posibile pentru securitatea națională și un viitor net zero.”

(Fluierul)