I en utveckling som kan främja 3D-utskriftsindustrin har forskare vid University of Louisville upptäckt ett sätt att omvandla en betydande avfallsproduktion från sojabiodieselanläggningar till en värdefull resurs.
Teamet, som leds av Dr. Jagannadh Satyavolu, har utvecklat en process för att omvandla organisk icke-glycerol (MONG), en biprodukt från biodieselproduktion, till sampolymerer lämpliga för 3D-utskriftsfilament. Detta innovativa tillvägagångssätt erbjuder inte bara en miljövänlig lösning för avfallshantering utan presenterar också en ny väg för värdeökning inom biodieselindustrin.
Den globala efterfrågan på förnybara energikällor har lett till en ökning av produktionen av biodiesel, vilket resulterat i en betydande mängd avfallsbiprodukter som MONG. Traditionellt har MONG deponerats, vilket innebär miljöutmaningar och ekonomisk ineffektivitet. Studien presenterar dock en tvåfaldig lösning:en metod för att stabilisera MONG för användning i 3D-utskrift och en minskning av innehållet av syntetisk polymer i naturfiberkompositer (NFC).
Resultaten publiceras i Journal of Bioresources and Bioproducts .
Forskarna karakteriserade soja MONG och utvärderade dess potential som en sampolymer för att producera 3D-utskriftsfilament. De fokuserade på att förbättra den termiska stabiliteten hos MONG genom två förbehandlingar:syrabehandling och en kombination av syra och peroxid.
Det senare resulterade i en stabiliserad pasta med minskat tvålinnehåll, ökad kristallinitet och bildning av småkedjiga fettsyror med låg molekylvikt, vilket gör den till en idealisk kandidat för sampolymerisation med termoplastiska polymerer.
Studiens resultat tyder på att behandlingar med syra och syra + peroxid effektivt delar tvål, minskar vattenlösligheten och ökar glycerolhalten i MONG. Behandlingarna underlättade också oxidationen av fettsyror och bildningen av småkedjiga fettsyror, som är mer lämpade för 3D-utskriftsapplikationer. Speciellt ledde syra + peroxidbehandlingen till en ökning av koncentrationen av myrsyra och oxiran, vilket tyder på framgångsrik epoxidering, en nyckelfaktor för att förbättra den termiska stabiliteten hos MONG.
Forskarna genomförde också en omfattande analys av MONG:s fysikalisk-kemiska egenskaper, fettsyraprofil och termisk stabilitet. Resultaten var lovande och visade att behandlad MONG kunde vara ett lönsamt alternativ till syntetiska polymerer i NFC för 3D-utskrift. Studien drar slutsatsen att användningen av MONG i 3D-utskrift inte bara tillför mervärde till en biodieselavfallsprodukt utan också bidrar till utvecklingen av hållbara och koldioxidneutrala kompositer.
Mer information: Sreesha Malayil et al, Användning av kvarvarande fettsyror i organisk icke-glycerol från en sojabiodieselanläggning i filament som används för 3D-utskrift, Journal of Bioresources and Bioproducts (2023). DOI:10.1016/j.jobab.2023.04.001
Tillhandahålls av Journal of Bioresources and Bioproducts
