Feat of ‘Dung-Gineering’ transforma o esterco de vaca em um dos materiais mais usados ​​do mundo

O estudo, publicado em O Journal of Cleaper ManufacturingDescreve a nova inovação ‘Pressurized Spinning’ e seu potencial para criar materiais de celulose de maneira mais barata e de maneira limpa do que alguns métodos atuais de fabricação, usando um produto residual da indústria de agricultura de laticínios, esterco de vaca, como matéria -prima.

O avanço é a primeira vez que a celulose de grau de manufatura é derivado de resíduos de animais e é um excelente exemplo de economia round, que visa minimizar o desperdício e a poluição reutilizando e redirecionando os recursos sempre que possível.

Os pesquisadores dizem que a implementação da tecnologia seria uma situação em que todos saem ganhando para fabricantes, produtores de laticínios e meio ambiente.

A celulose é um dos materiais de fabricação mais usados ​​do mundo. Encontrado naturalmente nas paredes celulares das plantas, foi usado pela primeira vez para criar materiais sintéticos em meados de 19^th Century, incluindo o materials unique usado em filme fotográfico, Cellulóide.

Hoje, pode ser encontrado em tudo, desde filmes agradáveis ​​a máscaras cirúrgicas, produtos de papel, têxteis, alimentos e produtos farmacêuticos. Embora possa ser extraído organicamente, também geralmente é produzido sinteticamente usando produtos químicos tóxicos.

A rotação pressurizada (ou girração pressurizada) é uma tecnologia de fabricação que usa as forças de pressão e rotação simultaneamente para girar fibras, contas, fitas, malhas e filmes de um jato líquido de matéria suave. A tecnologia múltipla premiada foi inventada em 2013 por uma equipe da Engenharia Mecânica da UCL liderada pelo professor Mohan Ediringhe.

O professor EdirisingHe, o autor sênior do estudo, disse: “Nossa pergunta inicial period se seria possível extrair os pequenos fragmentos de celulose presentes no estrume de vaca, que resta das plantas que os animais comeram e a transformam em materiais de celulose de grau de fabricação.

“Extrair os fragmentos do esterco foi relativamente direto usando reações químicas leves e homogeneização, que transformamos em uma solução líquida. Mas quando tentamos transformar os fragmentos em fibras usando a tecnologia de rotação pressurizada, ela não funcionou.

“Por um processo de tentativa e erro, descobrimos que o uso de um vaso vertical que contém bicos de superfície e injeção do jato de líquido em água imóvel ou fluido fez com que as fibras de celulose se formassem. Fomos capazes de alterar a consistência do líquido para criar outras formas, como mescinas, filmes e fitas, cada um dos quais são diferentes as formas.

“Ainda não sabemos ao certo por que o processo funciona, mas o importante é que ele acontece. Também será bastante fácil ampliar o uso da tecnologia de fiação pressurizada existente, cujos navios foram projetados e construídos no workshop de engenharia mecânica da UCL”.

A nova técnica, chamada fiação horizontal, prensurizada com o bico, é um processo com eficiência energética que não requer as altas tensões de outras técnicas de produção de fibra, como eletrofiação.

A equipe diz que a adaptação de máquinas de fiação pressurizadas existentes ao novo processo deve ser relativamente direta. É provável que o maior desafio seja a logística do fornecimento e transporte da matéria -prima, o esterco de vaca, mas que os benefícios ambientais e comerciais de fazê -lo seria significativo.

Yanqi Dai, primeiro autora do estudo da UCL Mechanical Engineering, disse: “O lixo da fazenda de laticínios, como o esterco de vaca, é uma ameaça ao meio ambiente e aos seres humanos, especialmente através da poluição da hidrovia, a liberação de gases de efeito estufa na atmosfera quando se decompõe e a disseminação de patógenos.

“A rotação horizontal que pressurizou o bico pode ser um grande impulso para a indústria international de agricultura de laticínios, colocando esse resíduo problemático em bom uso e talvez criando uma nova fonte de renda”.

A equipe de pesquisa está atualmente buscando oportunidades de trabalhar com produtores de leite para aproveitar a tecnologia e escalar -a.

O desperdício de animais é um problema crescente globalmente. Pesquisas em 2019 estimaram que a quantidade de resíduos de animais se deve ao aumento de 40% entre 2003 e 2030, para pelo menos cinco bilhões de toneladas, com muitas fazendas produzindo mais estrume do que podem legitimamente usar como fertilizante. Esse resíduo geralmente encontra seu caminho para a água, onde pode ter um efeito devastador nos ecossistemas e até levar a doenças em humanos.

Pesquisa de spinning pressurizada central na UCL foi possível por subsídios concedidos pela Analysis and Innovation (UKRI) do Reino Unido.