Upotrijebljeno ulje za kuhanje dobiva novi život u inovativnim materijalima za automobile i domove
Novo istraživanje koje je vodio Sveučilište u Pizi otkrilo je da se korišteno kuhinjsko ulje može pretvoriti u poliuretanske pjene, materijale za pohranu topline i biološka maziva za industrijsku upotrebu.
Upotrijebljeno kuhinjsko ulje može se pretvoriti u inovativne materijale za automobilske i građevinske sektore, uključujući poliuretanske pjene, materijale s promjenom faze sposobne apsorbirati, pohranjivanja i otpuštanja topline, te biološka maziva za industrijske hidrauličke sustave.
To je zaključak studije koju je koordiniralo Sveučilište u Pizi u sklopu Nacionalnog centra za održivu mobilnost MOST, financirane u okviru talijanskog Nacionalnog plana oporavka i otpornosti. Pod vodstvom Maurizie Seggiani s Odsjeka za građevinarstvo i industrijsko inženjerstvo sveučilišta, rad je razvijen u sklopu grane 11, programa usmjerenog na održive, inovativne materijale i rješenja male težine.
"U osnovi smo ovaj otpad – iskorišteno ulje za kuhanje – iskoristile kao prekursor za poliolne spojeve", rekla je Seggiani za Olive Oil Times. "Poliolni spojevi jedna su od dviju glavnih komponenti poliuretanskih pjena, uz izocijanate."
Objasnila je da je korišteno kuhinjsko ulje podvrgnuto kemijskoj obradi kako bi se dobili polioli. Mješavina otpadnih kuhinjskih ulja sastoji se od triglicerida čiji lanci masnih kiselina sadrže dvostruke veze, što ih čini nezasićenima. To je omogućilo iskorištavanje tih dvostrukih veza za funkcionalizaciju lanaca hidroksilnim skupinama, koje zatim reagiraju s izocijanatima kako bi formirale uretanske veze, dajući pjenama njihovu karakterističnu rešetkastu strukturu.
Dodavanjem odgovarajućih aditiva, uključujući katalizatore, površinski aktivne tvari i pjenila u malim količinama, istraživači su stvorili strukture otvorenih ćelija koje poliuretanskim pjenama daju njihovu fleksibilnost.
"Ovom smo istraživanjem nastojali razviti fleksibilne pjene za upotrebu u automobilskoj industriji, ali također možemo proizvoditi i pjene zatvorenih ćelija koje će se koristiti kao izolacijski paneli u građevinskom sektoru", rekao je Seggiani.
Korišteno ulje za kuhanje također je prenamijenjeno za druge primjene. Posebno su dobiveni polioli testirani kao biološka maziva kako bi se pružila alternativa konvencionalnim mazivima na bazi nafte.
Profesorica Maurizia Seggiani s Odsjeka za građevinarstvo i industrijsko inženjerstvo Sveučilišta u Pizi vodila je istraživanje financirano u sklopu programa NRRP MOST, u kojem su razvijeni inovativni materijali od otpadnih ulja za kuhanje.
"U ovom su slučaju polioli podvrgnuti standardnim ispitivanjima koja se koriste za provjeru kvalitete maziva, kao što su reološke i tribološke analize, mjerenja koeficijenta trenja i procjene indeksa viskoznosti, kako bi se procijenilo kako se njihova viskoznost mijenja s temperaturom," rekao je Seggiani. "Neki od tih poliola uspješno su prošli testove i stoga pokazuju potencijal kao biološka maziva za radove zatezanja koji se izvode na sobnoj temperaturi. Do sada su testirani upravo za ovu vrstu primjene."
Drugi dio istraživanja, proveden u suradnji s Mariom Michelom Dell'Annom s Politehničkog sveučilišta u Bariju, usredotočio se na razvoj materijala koji prolaze fazne promjene kroz proces hidrogenacije.
"Ovi materijali prolaze fazne promjene, od tekućeg do krutog stanja i natrag, na temperaturama između 30 i 35 °C", rekao je Seggiani. "To im omogućuje da se uklope u poliuretanske ploče, dajući im sposobnost apsorpcije, pohrane i otpuštanja topline kao odgovor na promjene temperature. Te se ploče mogu koristiti u vozilima ili integrirati u zidove zgrada. To je jedna od nekoliko strategija za poboljšanje energetske učinkovitosti, smanjujući energiju potrebnu za grijanje ili hlađenje unutarnjih prostora."
Damiano Rossi s Odsjeka za građevinarstvo i industrijsko inženjerstvo Sveučilišta u Pizi tijekom laboratorijskih aktivnosti istraživanja kojim je otpadno kuhinjsko ulje pretvoreno u inovativne materijale.
Otpadno kuhinjsko ulje korišteno u istraživanju isporučila je tvrtka Physis Srl, tvrtka sa sjedištem u Toskani koja ga prikuplja od velikih maloprodajnih lanaca i ugostiteljskih objekata. Analize provedene tijekom istraživanja pokazale su da ulje sadrži oko 45 posto oleinske kiseline po masi, što ukazuje na značajnu prisutnost djevičanskih i ekstra djevičanskih maslinovih ulja.
"Ulje koje smo koristili prikupljeno je u Toskani, gdje se ekstra djevičansko maslinovo ulje široko koristi, čak i za prženje", napomenuo je Seggiani. "Sastav mješavine ulja može varirati ovisno o regiji u kojoj je prikupljena."
Seggiani je rekao da postoji opsežna literatura o upotrebi djevičanskih ulja, poput sojinog i ricinusovog ulja, za proizvodnju poliola za poliuretanske pjene. Budući da su njihovi sastavi unaprijed poznati, uključujući postotak dvostrukih veza dostupnih za funkcionalizaciju, oni omogućuju standardiziranije proizvodne procese.
"Rad s mješavinama iskorištenih ulja uvodi dodatnu složenost jer se stupanj nezasićenosti razlikuje od serije do serije, što zahtijeva ponovno kalibriranje aditiva svaki put", rekla je. "Ipak, ovo je održiviji pristup, budući da uporaba djevičanskih ulja konkurira proizvodnji hrane i korištenju zemljišta, a mi ne možemo preusmjeravati jestive resurse za proizvodnju industrijskih materijala."
Testovi koje su proveli istraživači Sveučilišta u Pizi pokazali su da polioli dobiveni iz otpadnog ulja za kuhanje mogu funkcionirati kao biološka maziva, nudeći održivu alternativu konvencionalnim formulacijama na bazi nafte.
Seggiani je rekao da, iako postoji učinkovit sustav prikupljanja za velike objekte, kućanskom otpadnom ulju takav sustav još uvijek nedostaje, unatoč potencijalnim koristima.
"Tvrtka Physis, od koje smo nabavili otpadno kuhinjsko ulje, prikuplja ga od velikih maloprodajnih lanaca i kantina koje mogu jamčiti stalan dotok", rekla je. "U Italiji i diljem Europe prikuplja se samo mali dio kućnog otpadnog kuhinjskog ulja. Procjene sugeriraju da se u Europi godišnje prikupi između 0,6 i 1 milijun tona, u usporedbi s potencijalom od oko 4 milijuna tona. Veći dio onoga što se prikupi trenutno se koristi za proizvodnju biodizela. Nadamo se da će razvoj alternativnih primjena za ovaj otpad, kao što je prikazano u našem istraživanju, pomoći potaknuti učinkovitije prikupljanje kućnog otpadnog ulja za kuhanje."
Seggiani je naglasio da ključna vrijednost istraživanja leži u pretvaranju otpadnog materijala predviđenog za odlaganje u trajne proizvode visoke vrijednosti, čime se postižu dodatne ekološke koristi.
"U nestabilnom geopolitičkom okruženju, gdje je pristup energiji i kemijskim sirovinama sve više podložan napetostima i strateškim ovisnostima, ulaganje u alternative nafti fosilnog podrijetla nije samo ekološki izbor, već i industrijski i politički," rekla je. "Istraživanje mora predvidjeti ove promjene razvijanjem komplementarnih rješenja koja smanjuju ranjivost lanaca opskrbe. U tom kontekstu valorizacija lokalnog otpada, poput iskorištenog ulja za kuhanje, predstavlja jednu moguću strategiju za smanjenje ovisnosti o fosilnim resursima. Njegova prerada u materijale visoke vrijednosti znači jačanje tehnološke autonomije, diversifikaciju izvora i izgradnju otpornijih proizvodnih sustava sposobnih za rješavanje budućih globalnih izazova."