Το χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι αποκτά νέα ζωή σε καινοτόμα υλικά για αυτοκίνητα και σπίτια

Το χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι μπορεί να μετατραπεί σε καινοτόμα υλικά για τον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας και των κατασκευών, όπως αφροί πολυουρεθάνης, υλικά αλλαγής φάσης ικανά να απορροφούν, αποθηκεύουν και απελευθερώνουν θερμότητα, καθώς και βιο-λιπαντικά για βιομηχανικά υδραυλικά συστήματα.

Αυτό είναι το συμπέρασμα μιας μελέτης που συντονίστηκε από το Πανεπιστήμιο της Πίζας στο πλαίσιο του Εθνικού Κέντρου Βιώσιμης Κινητικότητας MOST, χρηματοδοτούμενης από το Εθνικό Σχέδιο Ανάκαμψης και Ανθεκτικότητας της Ιταλίας. Υπό την ηγεσία της Maurizia Seggiani από το Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Βιομηχανικής Μηχανικής του πανεπιστημίου, η εργασία αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του Spoke 11, ενός προγράμματος που εστιάζει σε βιώσιμα, καινοτόμα υλικά και ελαφριές λύσεις.

«Βασικά, χρησιμοποιήσαμε αυτό το απόβλητο – το χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι – ως πρόδρομο για πολυόλες», δήλωσε η Seggiani στην Olive Oil Times. «Οι πολυόλες είναι ένα από τα δύο κύρια συστατικά των αφρών πολυουρεθάνης, μαζί με τα ισοκυανικά».

Εξήγησε ότι το χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι υποβλήθηκε σε χημικές επεξεργασίες για την παραγωγή πολυολών. Το μείγμα των χρησιμοποιημένων μαγειρικών λαδιών αποτελείται από τριγλυκερίδια των οποίων οι αλυσίδες λιπαρών οξέων περιέχουν διπλούς δεσμούς, καθιστώντας τα ακόρεστα. Αυτό κατέστησε δυνατή την αξιοποίηση αυτών των διπλών δεσμών για τη λειτουργικοποίηση των αλυσίδων με ομάδες υδροξυλίου, οι οποίες στη συνέχεια αντιδρούν με ισοκυανικά για να σχηματίσουν δεσμούς ουρεθάνης, προσδίδοντας στους αφρούς τη χαρακτηριστική δικτυωτή δομή τους.

Προσθέτοντας κατάλληλα πρόσθετα, συμπεριλαμβανομένων καταλυτών, επιφανειοδραστικών και αφριστικών παραγόντων σε μικρές ποσότητες, οι ερευνητές δημιούργησαν δομές ανοιχτών κυψελών που προσδίδουν στους αφρούς πολυουρεθάνης την ευκαμψία τους.

«Με αυτή την έρευνα, στοχεύσαμε στην ανάπτυξη εύκαμπτων αφρών για χρήση στην αυτοκινητοβιομηχανία, αλλά μπορούμε επίσης να παράγουμε αφρούς κλειστών κυψελών για χρήση ως μονωτικά πάνελ στον κατασκευαστικό τομέα», δήλωσε ο Seggiani.

Το χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι επαναχρησιμοποιήθηκε επίσης για άλλες εφαρμογές. Συγκεκριμένα, οι παραγόμενοι πολυόλοι δοκιμάστηκαν ως βιο-λιπαντικά για να προσφέρουν μια εναλλακτική λύση στα συμβατικά λιπαντικά με βάση το πετρέλαιο.

«Σε αυτή την περίπτωση, οι πολυόλες υποβλήθηκαν στις τυπικές δοκιμές που χρησιμοποιούνται για την επικύρωση των λιπαντικών, όπως ρεολογικές και τριβολογικές αναλύσεις, μετρήσεις του συντελεστή τριβής και αξιολόγηση του δείκτη ιξώδους, για να εκτιμηθεί πώς μεταβάλλεται το ιξώδες τους με τη θερμοκρασία», δήλωσε ο Seggiani. «Ορισμένες από αυτές τις πολυόλες πέρασαν με επιτυχία τις δοκιμές και, ως εκ τούτου, παρουσιάζουν δυναμικό ως βιο-λιπαντικά για εργασίες σύσφιξης που πραγματοποιούνται σε θερμοκρασία δωματίου. Μέχρι στιγμής, έχουν δοκιμαστεί ειδικά για αυτόν τον τύπο εφαρμογής».

Ένα άλλο μέρος της έρευνας, που διεξήχθη σε συνεργασία με τη Maria Michela Dell’Anna του Πολυτεχνείου του Μπάρι, επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη υλικών αλλαγής φάσης μέσω μιας διαδικασίας υδρογόνωσης.

«Αυτά τα υλικά υφίστανται αλλαγές φάσης, από υγρό σε στερεό και πάλι πίσω, σε θερμοκρασίες μεταξύ 30 και 35 °C», είπε ο Seggiani. «Αυτό τους επιτρέπει να ενσωματωθούν σε πάνελ πολυουρεθάνης, προσδίδοντάς τους την ικανότητα να απορροφούν, να αποθηκεύουν και να απελευθερώνουν θερμότητα σε απόκριση στις μεταβολές της θερμοκρασίας. Αυτά τα πάνελ μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οχήματα ή να ενσωματωθούν σε τοίχους κτιρίων. Αυτή είναι μία από τις πολλές στρατηγικές για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης, μειώνοντας την ενέργεια που απαιτείται για τη θέρμανση ή την ψύξη εσωτερικών χώρων».

Το χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι που χρησιμοποιήθηκε στην έρευνα προήλθε από την Physis Srl, μια εταιρεία με έδρα την Τοσκάνη που το συλλέγει από μεγάλες αλυσίδες λιανικής πώλησης και εγκαταστάσεις εστίασης. Οι αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της μελέτης έδειξαν ότι το λάδι περιείχε περίπου 45% ελαϊκό οξύ κατά βάρος, υποδηλώνοντας σημαντική παρουσία παρθένου και εξαιρετικά παρθένου ελαιολάδου.

«Το λάδι που χρησιμοποιήσαμε συλλέχθηκε στην Τοσκάνη, όπου το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο χρησιμοποιείται ευρέως, ακόμη και για το τηγάνισμα», σημείωσε ο Seggiani. «Η σύνθεση του μείγματος ελαίων μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με την περιοχή από την οποία συλλέγεται.»

Ο Seggiani ανέφερε ότι υπάρχει εκτενής βιβλιογραφία σχετικά με τη χρήση παρθένων ελαίων, όπως το σογιέλαιο και το καστορέλαιο, για την παραγωγή πολυολών για αφρούς πολυουρεθάνης. Επειδή η σύνθεσή τους είναι γνωστή εκ των προτέρων, συμπεριλαμβανομένου του ποσοστού των διπλών δεσμών που είναι διαθέσιμοι για λειτουργικοποίηση, επιτρέπουν πιο τυποποιημένες διαδικασίες παραγωγής.

«Η εργασία με μείγματα χρησιμοποιημένων ελαίων εισάγει επιπλέον πολυπλοκότητα, επειδή ο βαθμός ακορεστότητας ποικίλλει από παρτίδα σε παρτίδα, απαιτώντας την εκ νέου βαθμονόμηση των προσθέτων κάθε φορά», είπε. «Παρ’ όλα αυτά, αυτή είναι η πιο βιώσιμη προσέγγιση, καθώς η χρήση παρθένων ελαίων ανταγωνίζεται την παραγωγή τροφίμων και τη χρήση γης, και δεν μπορούμε να εκτρέψουμε βρώσιμους πόρους για την παραγωγή βιομηχανικών υλικών.»

Ο Seggiani ανέφερε ότι, ενώ υπάρχει ένα αποτελεσματικό σύστημα συλλογής για εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας, για τα οικιακά χρησιμοποιημένα λάδια εξακολουθεί να λείπει ένα τέτοιο σύστημα, παρά τα πιθανά οφέλη.

«Η εταιρεία από την οποία προμηθευτήκαμε τα χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια, η Physis, τα συλλέγει από μεγάλες αλυσίδες λιανικής πώλησης και καντίνες που μπορούν να εγγυηθούν σταθερή προμήθεια», είπε. «Στην Ιταλία και σε όλη την Ευρώπη, συλλέγεται μόνο ένα μικρό ποσοστό των οικιακών χρησιμοποιημένων μαγειρικών ελαίων. Οι εκτιμήσεις δείχνουν ότι συλλέγονται ετησίως μεταξύ 0,6 και 1 εκατομμυρίου τόνων στην Ευρώπη, σε σύγκριση με ένα δυναμικό περίπου 4 εκατομμυρίων τόνων. Μεγάλο μέρος του συλλεγόμενου υλικού χρησιμοποιείται επί του παρόντος για την παραγωγή βιοντίζελ. Ελπίζουμε ότι η ανάπτυξη εναλλακτικών εφαρμογών για αυτά τα απόβλητα, όπως αποδεικνύεται από την έρευνά μας, θα συμβάλει στην ενθάρρυνση μιας πιο αποτελεσματικής συλλογής χρησιμοποιημένου μαγειρικού ελαίου από τα νοικοκυριά.»

Ο Seggiani τόνισε ότι η βασική αξία της έρευνας έγκειται στη μετατροπή ενός απορριμματοποιούμενου υλικού σε ανθεκτικά προϊόντα υψηλής αξίας, προσφέροντας επιπλέον περιβαλλοντικά οφέλη.

«Σε ένα ασταθές γεωπολιτικό τοπίο, όπου η πρόσβαση στην ενέργεια και στις χημικές πρώτες ύλες υπόκειται όλο και περισσότερο σε εντάσεις και στρατηγικές εξαρτήσεις, η επένδυση σε εναλλακτικές λύσεις αντί του πετρελαίου που προέρχεται από ορυκτά δεν είναι μόνο μια περιβαλλοντική επιλογή, αλλά και μια βιομηχανική και πολιτική», είπε. «Η έρευνα πρέπει να προβλέψει αυτές τις αλλαγές αναπτύσσοντας συμπληρωματικές λύσεις που μειώνουν την ευπάθεια των αλυσίδων εφοδιασμού. Σε αυτό το πλαίσιο, η αξιοποίηση ενός τοπικού απορριμματολογικού προϊόντος όπως το χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι αποτελεί μια πιθανή στρατηγική για τη μείωση της εξάρτησης από τους ορυκτούς πόρους. Η μετατροπή του σε υλικά υψηλής αξίας σημαίνει ενίσχυση της τεχνολογικής αυτονομίας, διαφοροποίηση των πηγών και δημιουργία πιο ανθεκτικών συστημάτων παραγωγής, ικανά να αντιμετωπίσουν τις μελλοντικές παγκόσμιες προκλήσεις.»

---