Biến phế thải thành vật liệu mới

Sản xuất xi măng từ rác thực phẩm

Hai chuyên gia vật liệu Kota Machida và Yuya Sakai ở Đại học Tokyo (Nhật Bản) vừa phát triển quy trình sản xuất đầu tiên trên thế giới giúp tạo ra xi măng hoàn toàn bằng thức ăn thừa.

Ban đầu, chuyên gia Sakai phát triển một phương pháp chế tạo bê-tông bằng quy trình 3 bước gồm sấy khô, nghiền vụn và nén chặt. Sau đó, Sakai phối hợp với đồng nghiệp Machida thử nghiệm quy trình này trên thức ăn thừa. Qua nghiên cứu cách điều chỉnh nhiệt độ và áp suất thích hợp với từng loại thức ăn thừa, họ đã sản xuất thành công loại xi măng mới từ lá trà, vỏ cam, vỏ củ hành, bã cà phê, cải thảo... Hai chuyên gia cho biết “xi măng thực phẩm” có thể ăn được nếu bổ sung hương liệu và gia vị. Còn khi ứng dụng trong xây dựng, nó có độ bền gần gấp 4 lần so với bê-tông thông thường. Song để chống thấm nước và tránh bị các loài vật gặm nhấm phá hoại, vật liệu mới cần được phủ một lớp sơn gỗ Nhật.

Nhờ đặc tính phân hủy sinh học và dễ tái chế, Machida và Sakai tin rằng sáng chế của họ có thể góp phần giảm bớt tác động đối với tình trạng ấm lên toàn cầu và các vấn đề liên quan tới thức ăn thừa. Hiện cả hai đang hợp tác với các công ty để sản xuất đồ gia dụng và nội thất từ xi măng thực phẩm.

Biến phế phẩm bông khoáng thành vật liệu xây dựng

Đây là mục tiêu chính của WOOL2LOOP, dự án đang được triển khai bởi một nhóm chuyên gia từ 15 cơ sở nghiên cứu trên toàn cầu nhằm giải quyết một trong những thách thức lớn nhất của ngành xây dựng, đó là hạn chế tối đa phế thải khi sản xuất vật liệu. Theo đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một quy trình giúp tách cặn bông khoáng (vật liệu cách nhiệt, cách âm, chống cháy được dùng phổ biến trong ngành xây dựng), nghiền nát chúng rồi chế biến thành gốm hoặc bê-tông geopolymer.

Ưu điểm tuyệt vời của quy trình này là cho phép tái chế một số phế phẩm công nghiệp thành vật liệu mới. Theo các chuyên gia, bê-tông geopolymer bền chắc gấp đôi bê-tông thông thường và phát thải CO₂ ít hơn 80%, nghĩa là quy trình tái chế này có lợi cả về môi trường và kinh tế.

Tái chế rác nhựa thành vật liệu graphene siêu bền

Các nhà khoa học Mỹ vừa thành công trong việc tái chế rác thải nhựa trong xe hơi cũ để tạo ra bọt graphene dùng cho xe hơi mới.

Đây là phương pháp được phát triển từ một công nghệ mà các chuyên gia tại Đại học Rice giới thiệu lần đầu tiên vào năm 2020, để tạo ra graphene từ các phế thải như thức ăn thừa, nhựa và vỏ xe cũ. Trong nghiên cứu mới, vật liệu phế thải được nghiền thành bột, sau đó dùng điện áp cao để nung nóng ở nhiệt độ từ 2.027°C đến 2.727°C. Quá trình này giúp chuyển đổi nguyên tố cacbon trong phế thải thành các mảnh graphene, trong khi các nguyên tố khác được hóa khí để thu thập và sử dụng trong các quy trình công nghiệp khác.

Các chuyên gia đã áp dụng kỹ thuật này trên 4,5kg rác nhựa hỗn hợp mà Trung tâm Nghiên cứu và Đổi mới của Ford gửi đến để tạo ra bọt graphene. Sau đó, nhóm nghiên cứu của hãng xe này sử dụng graphene tái chế để gia cố polyurethane, vật liệu dùng chống ồn và chống rung cho xe hơi. Chỉ với 0,1% lượng graphene thêm vào, vật liệu mới có độ bền kéo cao hơn 34% và hấp thụ âm thanh tần số thấp tốt hơn 25%. 

Công nghệ enzyme tận dụng phế thải thực phẩm để xử lý nước thải

Đây là dự án chung của Hãng chế biến và đóng gói thực phẩm đa quốc gia Tetra Pak và Công ty công nghệ sinh học EnginZyme (Thụy Điển), nhằm mang đến các giải pháp bền vững cho ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống.

Whey axit (một phế phẩm trong quá trình sản xuất các sản phẩm từ sữa) cần được xử lý cẩn thận vì nó có thể gây hại cho hệ sinh thái nếu rò rỉ vào nguồn nước. Trong khi đó, Tetra Pak và EnginZyme muốn chuyển đổi whey axit thành các thành phần hữu ích hơn. Trong quy trình chế biến thực phẩm mới của họ, thay vì thêm các enzyme trực tiếp vào thực phẩm (vốn tốn kém và dễ mất kiểm soát), công nghệ của EnginZyme cho phép giữ lại lượng enzyme (từ nguyên liệu thô) ở mức vừa đủ để tăng chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm, phần còn lại được chuyển thành vật liệu làm đặc của hệ thống xử lý nước thải. Nhờ đó, lượng enzyme dư thừa trong quá trình sản xuất thực phẩm có thể được tái sử dụng mà không lo tồn dư trong thực phẩm, cũng như giúp nhà sản xuất kiểm soát tốt hơn quy trình sản xuất và giảm bớt nguy cơ tác động đến môi trường.

Các chuyên gia cho rằng giải pháp công nghệ cao này có thể ứng dụng với nhiều loại enzyme và trong tương lai, nó có thể giải quyết những thách thức lớn của ngành chế biến thực phẩm như cải thiện sức khỏe và giảm thiểu chất thải.