Pizza ist für viele von uns ein Seelentröster. Es überrascht daher nicht, dass eine Person in den USA jährlich rund 46 Pizzastücke (23 kg) verzehrt. Pizzen werden meist in Wellpappkartons verpackt, die aufgrund von Fett- und Käseresten schwer zu recyceln sind. Um dieses Problem zu lösen, arbeiten Forscher des INL an neuen Ansätzen für das Recycling von Pizzakartons.
Die jüngsten Forschungsarbeiten des Idaho National Laboratory (INL) konzentrieren sich auf die Dekontamination von Kartonagen mithilfe von Materialtrennverfahren . Durch die Bearbeitung dieses Problems wird der Pizzakonsum umweltfreundlicher und gleichzeitig die Versorgungslage für US-Soldaten verbessert.
Aaron Wilson, der Hauptforscher des Pizzakarton-Experiments, erklärte: „Die Materialtrennung wird für die Abfallreduzierung in der Energie- und Verteidigungsindustrie von großer Bedeutung sein . Um spezifische Trennverfahren zu ermöglichen, müssen wir zunächst das Gesamtkonzept der Materialtrennung beweisen, was diese Studie geleistet hat.“
Diese Initiative ist Teil des DARPA-Programms „ReSource“ , das darauf abzielt, Abfall von Soldaten , insbesondere Kunststoffe, in wertvolle Ressourcen umzuwandeln, um die Anfälligkeit von Lieferketten gegenüber feindlichen Angriffen zu verringern . Die Verwundbarkeit von Lieferketten gegenüber feindlichen Angriffen ist ein wichtiger Aspekt der militärischen Logistik. Um diese Probleme zu lösen, könnten Militärstützpunkte Abfall in nutzbare Ressourcen wie Treibstoff umwandeln.
Jede Lieferung an Truppen auf dem Schlachtfeld gefährdet das Personal, da Versorgungsfahrten ebenso anfällig für feindliche Angriffe sind wie die Front selbst. Die Umwandlung von Müll in nutzbare Ressourcen wie Treibstoff in Militäranlagen könnte dazu beitragen, diese Bedrohungen zu verringern.
Wilson und seine Kollegen wollten mit der Initiative zur Abfallbeseitigung in der Kriegsmarine einen Ansatz zur größeren Trennung beweisen, der zum Erfolg führen würde.
Highlights: Pizzakarton-Experiment
Wilson und sein Team verwendeten Dimethylether (DME) . Es handelt sich um eine umweltfreundliche Chemikalie, um kontaminierten Karton für ihr Pizzakarton-Experiment zu entfernen.
- Das experimentelle Die Anlage besteht aus zwei vertikalen EdelstahlreaktorenEine dient zum Extrahieren von Flüssigkeiten aus Feststoffen mithilfe eines Lösungsmittels und eine andere zum Trennen des Lösungsmittels von den Flüssigkeiten.
- Nach dem Einfüllen der zu reinigenden Waren gibt das Team das Lösungsmittel in den ersten Reaktor.
- Anschließend wird das Lösungsmittel mit den Kartons vermischt, wodurch eine chemische Reaktion entsteht, die Verunreinigungen aus dem Karton entfernt und ihn sauber und bereit zur Wiederverwendung macht.
- Wenn das Karton wurde gereinigt, das Lösungsmittel wird in den unteren Reaktor entleert.
- Mithilfe eines Vakuums saugt das Team das DME-Lösungsmittel aus dem Reaktor und pumpt es entweder in einen Vorratstank oder zurück in den ersten Zylinder, um weiteres Material zu reinigen.
Wilson hob außerdem hervor: „Mithilfe des Reaktorverfahrens konnten wir die Verunreinigungen in separate Fraktionen extrahieren . Wir hatten eine Fraktion, die hauptsächlich aus Ölen bestand, eine, die hauptsächlich aus Wasser bestand, und eine, die hauptsächlich aus trockenen Feststoffen bestand.“
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Warum DME-Extraktion?
Das DME-Extraktionsverfahren bietet gegenüber herkömmlichen Wasserwaschverfahren entscheidende Vorteile . Es arbeitet in einem geschlossenen Kreislauf, indem die DME-Lösung zur Reinigung frischer Abfallmaterialien wiederverwendet wird. Das Verfahren ist beliebig skalierbar.
Laut Wilson ist das Waschen mit Wasser vergleichbar mit dem Einweichen von Müll in einer Spülmaschine und dem anschließenden Trocknen, was einen erheblichen Energieaufwand erfordert. Bei dieser Behandlungsmethode entstehen enorme Mengen Abwasser, das eine Vielzahl von Schadstoffen enthält.
Vom Pizzaessen zum Schlachtfeld: Wie geht es weiter?
INL-Forscher meistern die Herausforderung des Pizzakarton-Recyclings und ihr Erfolg eröffnet Möglichkeiten für ein breiteres Anwendungsspektrum, darunter die Wiederverwendung von Militärmüll.
Laut Jeff Lacey, dem leitenden Wissenschaftler des DARPA-Projekts, „hat die Erkenntnis, dass dies bei den stark kontaminierten Pizzakartons funktioniert, dazu beigetragen, das System für den Einsatz auf dem Schlachtfeld zu validieren . Die größte Herausforderung wird nun darin bestehen, das System leichter zu machen.“
„Das INL begann mit dieser Fallstudie zu Pizzakartons, weil den meisten Menschen die ordnungsgemäße Wiederverwertung von Lebensmittelabfällen am Herzen liegt . Letztendlich birgt diese Forschung aber so viele Anwendungsmöglichkeiten für die nationale Sicherheit und eine klimaneutrale Zukunft“, fügte Jeff hinzu.
Darüber hinaus bietet die Lösungsmittelextraktion neben dem Recycling von Pizzakartons auch das Potenzial für ein effizientes Batterierecycling . Durch die Trennung flüssiger Zwischenprodukte von Feststoffen und die Wiederverwendung von Extraktionsabfällen trägt sie zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft bei.
Quelle : Recyclingherausforderungen Schritt für Schritt angehen
