Pulire l'alluminio dalle capsule di caffè usate
Processo di riciclaggio presto pronto per l'applicazione industriale
Accendere la macchina, inserire la capsula di caffè e godersi il caffè: per quanto pratiche, le capsule di caffè possono rappresentare un potenziale onere per l'ambiente: Sebbene in Austria esista un sistema di raccolta delle capsule di caffè usate, il tasso di riciclaggio è attualmente solo del 30% circa. Il problema principale per il successivo processo di riciclaggio è l'elevato contenuto di infuso di caffè rispetto al materiale di imballaggio, che comporta restrizioni economiche e di processo nel processo di fusione nelle fonderie di alluminio, dove le capsule di caffè vengono fuse. Un progetto in corso presso la cattedra di Metallurgia non ferrosa, in collaborazione con partner industriali, sta sviluppando un processo di trattamento per produrre nuovo alluminio dalle capsule di caffè usate, al fine di chiudere il ciclo dei materiali in linea con l'approccio di ingegneria circolare dell'Università di Leoben.
Un progetto della cattedra di Metallurgia non ferrosa dell'Università di Leoben, in collaborazione con partner industriali, sta sviluppando un nuovo processo di trattamento per produrre nuove capsule di caffè a partire da capsule di caffè usate in alluminio. "L'alluminio di queste capsule è molto prezioso e dovrebbe essere conservato nel senso di un'economia circolare", afferma la professoressa Eva Gerold, ricercatrice presso la cattedra di Metallurgia non ferrosa dell'Università di Leoben. La professoressa fa un esempio: "Le capsule Nespresso sono costituite da circa 0,5-1 grammo di materiale di imballaggio, di cui l'alluminio è il componente principale, e contengono circa 6 grammi di caffè". La sfida consiste nel separare questi componenti e garantire un riciclaggio efficiente.
Sono necessarie opzioni di riciclaggio per le leghe di alluminio
Le leghe in particolare rappresentano una sfida. "C'è un detto in metallurgia: una volta che è in alluminio, rimane in alluminio. Questo è un punto chiave, soprattutto nel contesto del riciclaggio, poiché l'alluminio esiste in numerose leghe, ognuna con proprietà specifiche a seconda del settore di applicazione, come ad esempio le portiere delle automobili o le capsule del caffè. Le prime devono essere stabili e attraenti, per questo vengono utilizzati elementi di lega come il silicio, lo zinco o il ferro.
Le capsule di caffè, invece, devono essere dense, molto sottili e arrotolabili. Questi requisiti devono essere presi in considerazione non solo al momento della scelta e dello sviluppo della lega, ma anche durante il successivo processo di riciclaggio", afferma Gerold.
Tuttavia, le leghe per le capsule di caffè, ad esempio, differiscono da produttore a produttore. Se i rottami non sono ben selezionati o mescolati, non è facile produrre nuovamente una lega specifica. In questi casi, di solito si producono leghe fuse, in genere per i blocchi motore. Con l'aumento della mobilità elettrica, questa domanda sta diminuendo, per cui sono necessarie nuove opzioni di riciclaggio. È qui che i ricercatori stanno lavorando per sviluppare leghe e processi di riciclaggio che tollerino diversi contenuti di elementi della lega.
Il processo produce fogli di alluminio
Per testare e ottimizzare il nuovo processo di riciclaggio, un partner industriale fornisce ai ricercatori materiali in capsula preparati in modo diverso, che differiscono sia per la percentuale di componenti organici sia per il grado di sminuzzamento.
"In una prima fase, le capsule di caffè usate vengono sminuzzate e il caffè che contengono viene separato. Vengono poi rimossi gli oli e le vernici presenti sulle capsule. Queste contengono componenti organici che potrebbero contaminare la fusione. Questo processo di conversione funziona termicamente in assenza di ossigeno, ad esempio con l'ausilio di azoto. I gas risultanti hanno un elevato potere calorifico e vengono utilizzati per riscaldare il forno di fusione in modo efficiente dal punto di vista energetico", spiega il ricercatore. Per ridurre al minimo l'ossidazione dovuta all'elevato volume superficiale delle capsule, queste vengono compattate prima della fusione. "I materiali primari vengono prima carbonizzati nei cosiddetti forni a due camere e spinti nel bagno di fusione per produrre alluminio metallico. Il trattamento con il sale aiuta anche a rimuovere le impurità e a migliorare la composizione della fusione", aggiunge Gerold. Nelle fasi successive, si producono piccoli lingotti di alluminio, che vengono laminati in fogli con uno spessore finale di 0,1 mm sul mini laminatoio della sede - il materiale finale desiderato.
Processo di riciclaggio presto pronto per l'applicazione industriale
Nel prosieguo del progetto, i fogli di alluminio saranno trasformati industrialmente in capsule di caffè da un'azienda partner, il che consentirà il riciclaggio a ciclo chiuso delle capsule di caffè. "Tra l'altro, le capsule di caffè riciclate non devono necessariamente essere trasformate in una nuova capsula", aggiunge il ricercatore, "in quanto possono essere utilizzate anche per produrre una lattina per bevande o un nuovo computer portatile, a seconda dei requisiti e delle specifiche della lega".
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