17:44
Comentarii Adauga Comentariu

_ Crearea de materiale durabile din deșeuri

_ Crearea de materiale durabile din deșeuri< /h3>

Nu este un secret pentru nimeni că avem nevoie de materiale mai durabile dacă sperăm să ajutăm planeta. Materialele bio-derivate sunt o opțiune potențială, dar trebuie să fie economice dacă cineva le va folosi.

De exemplu, un ulcior de lapte mai bun pe bază de bio ar fi grozav. Totuși, dacă laptele se vinde cu 20 USD per galon, deoarece costul ulciorului crește de la 1 USD la 17 USD, nimeni nu îl va cumpăra.

Condus de profesorul Thomas H. Epps, III, o echipă a Universității din Cercetătorii și colaboratorii din Delaware de la CanmetENERGY au în vedere doar acest tip de economie, în timp ce caută modalități de a transforma biomasa în produse noi. Luați lignina, de exemplu. Lignina este o componentă a plantelor și copacilor care oferă rezistență și rigiditate pentru a ajuta flora să facă față a ceea ce îi oferă Mama Natură.

În industria celulozei și hârtiei, totuși, lignina este un deșeu rămas de la fabricarea produselor din hârtie. Acest tip de lignină, cunoscută sub denumirea de lignină tehnică, este considerată cea mai murdară dintre murdari, ceva care nu este utilizabil, cu excepția poate pentru a arde pentru căldură sau pentru a adăuga anvelope ca umplutură.

Cercetătorii UD spun această resursă disponibilă pe scară largă – aproximativ 100 de milioane de tone de deșeuri tehnice de lignină sunt generate anual în fabricile de celuloză și hârtie din întreaga lume – poate fi mult mai valoroasă.

Echipa a demonstrat că este posibil să se transforme în mod eficient industrial. a procesat lignina în materiale plastice de înaltă performanță, cum ar fi rășini de imprimare 3D pe bază de bio și substanțe chimice valoroase. O analiză economică și a ciclului de viață dezvăluie că abordarea poate fi competitivă și cu produse similare pe bază de petrol.

O lucrare care descrie noua metodă a fost publicată miercuri, 19 ianuarie, în Science Advances. Lucrarea a fost susținută în primul rând de finanțare din programul de cercetare în creștere a convergenței în creștere a Fundației Naționale pentru Știință (NSF GCR), care își propune să rezolve probleme prin colaborare interdisciplinară pe mai multe direcții.

„Abilitatea de a lua ceva precum lignina tehnică. și nu numai că o descompune și să-l transforme într-un produs util, dar să o faci cu un cost și un impact asupra mediului mai mic decât materialele petroliere este ceva pe care nimeni nu a putut să-l arate până acum”, a spus Epps, care conduce eforturile NSF GCR la UD și este Allan și Myra Ferguson profesor distins de inginerie chimică și biomoleculară. De asemenea, deține o numire comună în cadrul Departamentului de Știința și Inginerie a Materialelor.

Ingredientul de zi cu zi depășește obstacolul de înaltă presiune

Una dintre principalele probleme ale îmbunătățirii ligninei este că majoritatea proceselor pentru a o face funcționează la presiuni foarte mari și sunt scumpe și greu de scalat. Dezavantajele majore ale tehnicilor industriale actuale includ preocupările legate de siguranță, costurile de capital și consumul de energie asociate cu solvenții tradiționali, temperaturile sau presiunile utilizate în proces. Pentru a depăși aceste provocări, echipa de cercetare a înlocuit metanolul, un solvent tradițional utilizat în deconstrucția ligninei, cu glicerina, astfel încât procesul să poată fi efectuat la presiunea atmosferică normală (ambiantă).

Glicerina este un ingredient ieftin utilizat în lichide. cosmetice, săpunuri, șampoane și loțiuni pentru capacitățile sale de hidratare. Dar aici, glicerina ajută la descompunerea ligninei în blocuri chimice care pot fi folosite pentru a face o gamă largă de produse pe bază de bio, de la rășini de imprimare 3D la diferite tipuri de materiale plastice, compuși de aromă și parfum, antioxidanți și multe altele.< /p>

Folosirea glicerinei a oferit aceeași funcționalitate chimică ca metanolul, dar la o presiune de vapori mult mai mică, ceea ce elimină necesitatea unui sistem închis. Această schimbare a permis cercetătorilor să facă etapele de reacție și separare simultan, ceea ce duce la un sistem mai rentabil.

Operarea la presiunea atmosferică este mai sigură. La fel de important, oferă, de asemenea, o cale simplă de a scala dincolo de loturi mici și de a rula procesul continuu, creând mai mult material cu mai puțină forță de muncă într-un proces mai ieftin și mai rapid.

Dezvoltarea procesului astfel încât să fie repetabil și consecvent. a durat aproximativ un an și a implicat contribuții din partea studenților de licență, inclusiv Paula Pranda, co-autor principal al lucrării.

Pranda, acum doctorand la Universitatea din Colorado, Boulder, a ajutat la optimizarea procesului. Ea a cercetat, de asemenea, seturile de date disponibile despre tipurile de produse pe care echipa le-ar putea crea și a estimat proprietățile fizice ale acelor materiale. Acest lucru i-a permis coautorului Yuqing Luo, un doctorand în inginerie chimică în grupul profesorului Marianthi Ierapetritou, să modeleze sistemul pentru a vedea dacă acesta este fezabil din punct de vedere economic.

Lucrările lui Luo au arătat că metoda de joasă presiune a echipei UD poate reduceți costul producerii unui adeziv sensibil la presiune pe bază de bio din lignină Kraft din lemn de esență moale cu până la 60% în comparație cu procesul de presiune mai mare. Avantajul de cost a fost mai puțin pronunțat pentru celelalte tipuri de lignine tehnice utilizate în studiu, dar lignina Kraft din lemn de esență moale este printre cele mai abundente tipuri de lignină tehnică generate de industria celulozei și hârtiei.

Pentru Pranda, un experimentalist, care colaborează cu colegi studenți din afara domeniului ei de expertiză, cum ar fi Luo, a cărei activitate se concentrează pe modelarea proceselor chimice pentru a înțelege costul acestora, a fost iluminatoare.

„Nu mai făcusem niciodată parte dintr-o colaborare și am câștigat perspectivă asupra modului în care funcționează aceste alte domenii ale ingineriei chimice”, a spus Pranda.

Conform lui Robert O'Dea, un doctorand în laboratorul Epps și autorul principal al lucrării, contribuțiile lui Luo la modelarea economică au fost esențiale pentru a cunoaște dacă să urmăm această linie de cercetare.

„Știam că o putem face fizic, dar trebuia să știm dacă avea vreun sens financiar să o facem la scara fabricii chimice. Analiza lui Yuqing a arătat da”, a spus O'Dea.

Evaluarea ligniilor tehnice n deșeurile provenite din diferite tipuri de procese de prelucrare a pastei, obținute de la colaboratorul proiectului CanmetENERGY din Canada, i-au permis lui Luo să ia în considerare modul în care costurile din amonte, cum ar fi prețul materiei prime sau randamentul, ar avea un impact asupra economiei în continuare în aval în proces.

În timp ce analiza a demonstrat că randamentul joacă un rol major în economia fabricii, costul de operare a noului proces de joasă presiune a fost semnificativ mai mic decât cel al procesului convențional în toate cazurile din cauza costurilor de capital reduse și a generării de coproduse valoroase. Cercetătorii implicați în dezvoltarea procesului, din grupul Epps și colegii din grupul de cercetare al profesorului UD Dionisios Vlachos, dețin în prezent un brevet în așteptare privind procesul de presiune ambientală.

Luo a efectuat, de asemenea, o evaluare a ciclului de viață pentru a înțelege câte emisii de gaze cu efect de seră (de exemplu, dioxid de carbon) rezultă din producerea materialelor. Abordarea corectă a costurilor la fiecare pas îi poate ajuta pe cercetători să exploreze modalități de optimizare a procesului și a infrastructurii lanțului de aprovizionare cu materiale.

„Am încercat să surprindem imaginea de ansamblu, nu doar costurile procesului. , dar și impactul asupra mediului în întreaga operațiune”, a spus Luo.

Colaborarea studenților a luat naștere în urma întâlnirilor dintre facultate și studenți implicați în activitatea de management al ciclului de viață al materialelor la UD, în cadrul programului NSF GCR.

„Se creează în mod natural o muncă cu un impact ridicat, deoarece programul NSF GCR ne încurajează să abordăm aspecte precum știința materialelor și impactul asupra mediului în același timp. Așadar, depășim mai multe blocaje și obstacole simultan prin interdisciplinare. colaborare”, a spus Epps.

Și cum rămâne cu potențialul metodei dezvoltate de UD de a transforma deșeurile în produse valoroase?

„Demonstrează că există un mare potențial de utilizare a resurselor regenerabile pentru a face diferite tipuri de materiale plastice. Nu trebuie să folosiți combustibili fosili, materialele plastice din resurse regenerabile pot fi, de asemenea, fezabile din punct de vedere economic”, a spus Pranda.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ O femeie pierde 12 bebeluși nenăscuți în mijlocul rundelor de FIV și încearcă să rămână însărcinată

_ DANNY MURPHY: Scenele din afara finalei Ligii Campionilor m-au bucurat că fiul meu nu a putut participa

_ Seful Scoției Steve Clarke îl cheamă pe Allan Campbell să înfrunte Ucraina în semifinala play-off-ului Cupei Mondiale

_ EMILY PRESCOTT: DJ Fat Tony refuză să facă cereri de cântece

_ Camila Cabello arată superb în timp ce face o performanță energică în finala Ligii Campionilor

_ EVALUAREA JUCĂTORILOR: Thibaut Courtois a produs un masterclass de portar pentru Real Madrid

_ Mark „Bomber” Thompson nu a acceptat creditul ipotecar și riscă să piardă casa din Port Melbourne cu 1,75 milioane de dolari

_ Speculații „F.E.A.” a lui Daniel Ricciardo mesajul de pe casca lui are un înțeles FOARTE ascuțit

_ Complet vaccinat și dublu impulsionat guvernatorul Californiei Newsom a fost testat pozitiv pentru COVID

_ Leinster 21-24 La Rochelle: Les Corsaires revine târziu pentru a câștiga finala Cupei Campionilor

_ Ewan McGregor și Mary Elizabeth Winstead se țin de mână la Disneyland

_ Rhian Sugden pare de nerecunoscut în timp ce împărtășește o poză „geek” a adolescenților

_ Megan Thee Stallion demonstrează că vara ei fierbinte este în plină desfășurare într-un ansamblu obraznic

_ George Kambosos Jr i-a oferit lui Anthony Mundine un iad la lupte - în timp ce campionul dezvăluie un regim de antrenament nebunesc

_ Calul Prințului William a fost drogat la repetițiile Trooping the Color, întreabă veteranul militar

_ Primarul Bristol care a declarat „urgență climatică” zboară 9.000 de mile până în Canada pentru a conferi prelegeri

_ Cum trăiește cel unu la sută

_ Șeful feroviar ia spus să-i aducă pe navetiști înapoi de la birou ÎNCĂ lucrează în principal de acasă

_ Sfidătorul Jurgen Klopp promite că Liverpool se va întoarce din înfrângerea în finala Ligii Campionilor cu Real Madrid

_ Nu cum îmi place mie! Autorul War Horse, Michael Morpurgo, spune că piesele lui Shakespeare „au nevoie de puțină editare”

_ Rudele concurenților din Insula Iubirii vor fi trimise la „Școala de siguranță Instagram”

_ Rețelele de socializare polarizează societatea și distrug moștenirea creștină, avertizează Arhiepiscopul de Canterbury

_ Mergeți o milă în locul Reginei, apoi spuneți că nu are rost, argumentează MAUREEN LIPMAN

_ Queen va rata Epsom Derby-ul doar pentru a treia oară, deoarece intenționează să „șină ritmul” în weekendul Jubileului

_ CAIETUL LUI ALEXANDRA SHULMAN: E vară… așa că hai să ne menținem cu toții uscati și să continuăm

_ Poliția a trimis pe terenurile lui Halle Berry și Mark Wahlberg, după informații despre „muniție vie”

_ Regina hotărâtă să sfideze luptele de mobilitate făcând DOUĂ apariții pe balconul Palatului Buckingham

_ Starul pop Lily Allen, în vârstă de 37 de ani, axează un album cu cântece care îi fac de rușine pe presupușii ei agresori „pentru a evita durerea de inimă”

_ Lily James se pregătește să o interpreteze pe Anna-Nicole Smith în viitorul film biopic, în timp ce producătorul „a contactat-o” actriței

_ NORWELL ROBERTS, primul polițist negru din Met, își spune povestea îngrozitoare, dar înălțătoare

_ China �Se mută acum, aparent, pentru a �ncepe procesul de preluare a controlului asupra lumii� � Frank Gaffney despre acțiunile recente ale Chinei

_ Carlo Ancelotti salută eroismul portarului lui Thibaut Courtois în finala Ligii Campionilor

_ Personalul pașapoartelor se confruntă cu o mulțime furioasă în timp ce sute de clienți frustrați de întârzieri se întâlnesc la birouri

_ Nicole Scherzinger uimește într-o rochie mini și o jachetă de piele în timp ce se îndreaptă spre o ieșire la Londra

_ Anne-Marie uimește într-o rochie neagră în timp ce se alătură lui Mollie King la Big Weekend de la Radio 1

_ Nicole Scherzinger face o expoziție cu bustoane și arată picioarele sculptate în timp ce iese în Soho

_ Bella Hadid arată pielea în două costume de baie în timp ce ea și iubitul Marc Kalman se bucură de Antibes, Franța

_ Pacienții cu cancer în stadiul patru au „rămaș blocați de ambulanțe” după ce sistemul a fost externalizat

_ Julia Fox poartă un hanorac supradimensionat și pantaloni scurți în timpul zilei de plajă în Santa Barbara

_ Cardi B își arată abdomenul încordat într-un top crop colorat și un set scurt în timp ce pozează pe un jet privat

_ Ted Cruz s-a confruntat la restaurant de un activist progresist din cauza unei împușcături la școală din Texas

_ Heartbreak for starurile de la Hollywood Ryan Reynolds și Rob McElhenney în timp ce Wrexham pierde în Liga Națională

_ Jennifer Lopez își arată simțul impecabil al stilului în timp ce împărtășește o privire asupra dulapului ei

_ Acum, copiii de pe TikTok se alătură „soțiilor Deppford” care o trolează pe Amber Heard

_ Sute de piscine se închid deoarece facturile la energie înseamnă că este prea scump să încălziți apa

_ Dame Deborah James arată uimitor în colecția de caritate, în timp ce fondul ei Bowelbabe depășește 6,5 milioane de lire sterline

_ Îngrijorările cresc cu privire la mingea Dukes, pe măsură ce rapoartele despre ele se deformează și cresc prematur

_ Martine McCutcheon dezvăluie că fosta ei dependență de Diet Coke a lăsat-o pe alte mame „absolut dezgustate”

_ Thomas Markle, în vârstă de 77 de ani, părăsește spitalul la cinci zile după un accident vascular cerebral și îi dorește Reginei un jubileu fericit

_ Richarlison și legenda Gary Neville se bucură de înfrângerea 1-0 a lui Liverpool în finala Ligii Campionilor în fața lui Real Madrid

_ Este Noel Clarke încă o victimă a culturii cancel - sau un prădător care tocmai a primit ceea ce merita?

_ Sondajul arată că 86% din public este mulțumit de Regina

_ Vladimir Putin mai are „trei ani de trăit din cauza cancerului său sever care progresează rapid”, susține FSB

_ Sunt necesare mai multe consultări față în față cu medicul de familie pentru a aborda abuzul asupra copiilor, spune noul raport

_ Actorul american de graffiti Bo Hopkins a murit în urma unui atac de cord la vârsta de 80 de ani

_ Kim Kardashian dezvăluie că a reciclat rochia pe care a purtat-o ​​la ceremonia de nuntă a lui Kourtney Kardashian

_ Starul din Jocurile Foamei, Alexander Ludwig, dezvăluie că soția sa Lauren a suferit un al treilea avort spontan

_ Starul NRL, Owen Craigie, a pus 2 MILIOANE de dolari prin pokies - iată cum și-a învins dependența de jocuri de noroc

_ Lily James se pregătește să o interpreteze pe Anna-Nicole Smith în viitorul film biopic, în timp ce producătorul „a contactat-o” actriței

_ DANNY MURPHY: Scenele din afara finalei Ligii Campionilor m-au bucurat că fiul meu nu a putut participa


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7

Nr. de articole la aceasta sectiune: 402, afisate in 7 pagini.