El café molido es prometedor como sustituto de la madera en la producción de nanofibras de celulosa
El mundo genera más de seis millones de toneladas de café molido, según la Organización Internacional del Café.
por la Universidad Nacional de Yokohama
La revista Agriculture and Food Chemistry informó en 2012 que más de la mitad de los granos de café gastados terminan en vertederos. Las nanofibras de celulosa son los componentes básicos de las resinas plásticas que pueden convertirse en productos plásticos biodegradables.
El equipo de YNU, dirigido por Izuru Kawamura, profesor asociado de la Escuela de Graduados de Ciencias de la Ingeniería, se propuso construir sobre investigaciones previas sobre la extracción de nanofibras de celulosa de café molido. Publicaron sus hallazgos el 1 de abril en la revista Cellulose .
«Nuestro objetivo final es establecer un sistema de reciclaje sostenible con nuestras nanofibras de celulosa en la industria del café», dijo Kawamura. «Ahora, a más y más restaurantes y cafeterías se les ha prohibido el uso de pajitas de un solo uso. Después de ese movimiento, nuestro objetivo es hacer una taza de café desechable transparente y paja con un aditivo que contenga nanofibras de celulosa de café molido».
La demanda de nanofibras de celulosa está aumentando en todo el mundo, a medida que las industrias se dan cuenta de su potencial como una forma más ecológica y sostenible de producir plásticos.
«Las nanofibras de celulosa se han producido principalmente a partir de materiales a base de madera como la pulpa hasta ahora», dijo Kawamura. «Las nanofibras de celulosa se pueden suministrar de todas las plantas de la naturaleza. Nos gustaría enfatizar que los granos de café gastados son una materia prima prometedora».
La clave para extraer nanofibras de celulosa de los granos de café usados radica en la celulosa, el material que comprende las paredes celulares de los granos y representa aproximadamente la mitad del peso y el volumen de los granos.
El equipo de YNU realizó el experimento de aislar nanofibras de celulosa de las paredes celulares de los frijoles mediante oxidación catalítica, un proceso que oxida las paredes celulares usando un catalizador. Este es un método previamente reportado por Akira Isogai en la Universidad de Tokio.
El equipo examinó las nanofibras de celulosa resultantes con técnicas de imagen que incluyen difracción de rayos X, microscopía electrónica y análisis termogravimétrico, un método para observar las características estructurales fundamentales de las nanofibras de celulosa y comparar las derivadas de la madera. Las nanofibras de celulosa a base de café mostraron uniformidad y se integraron bien en el alcohol polivinílico, el componente básico para una variedad de productos industriales y de consumo. Su equipo descubrió que su diámetro promedio era de 25 nanómetros. Como referencia, un cabello humano mide aproximadamente 90,000 nanómetros de diámetro.
Tal consistencia e integración con las resinas poliméricas son hitos que demuestran el potencial de las nanofibras de celulosa a base de café molido como un sustituto de la madera, dijo Kawamura, pero se necesita más investigación para desarrollar un proceso comercialmente viable.
Kawamura cree que las nanofibras de celulosa pronto pueden desempeñar un papel importante en la industria del automóvil, ofreciendo una alternativa ligera al acero y al plástico para las carrocerías de automóviles. A medida que los estándares de emisión continúen endureciéndose, el mercado de automóviles más livianos crecerá, haciendo que las nanofibras de celulosa sean un producto cada vez más valioso.
«El peso total de resina de plástico hecha por nanofibras de celulosa es muy ligero en comparación con el acero,» dijo Kawamura. «Que traerá una reducción eficiente de CO 2 de emisiones.» Las resinas construidas con nanofibras también funcionan bien en la impresión 3D, lo que las convierte en una alternativa ecológica a los plásticos a base de petróleo para una gran cantidad de productos potenciales.
Este nuevo proceso puede ser una bendición para la industria del café, que tiene opciones limitadas para monetizar los granos de café gastados. Algunas ciudades tienen programas de reciclaje, donde los granos de café gastados se reutilizan como compost rico en nutrientes para invernaderos y granjas de hongos. Otros programas envían café molido a instalaciones que producen biogás. Pero en general, la mayoría de los granos de café todavía terminan en vertederos.
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