研究人员说:“农业和农业加工是美国经济发展和就业的关键。” 木糖分离和大豆皮纤维用于天然纤维复合材料是解决农业经济、营养问题和可再生资源对材料的需求的有效机会。
美国每年通过大豆加工,会产生800万吨大豆壳,UofL希望在其试点项目中利用这些大豆壳。先,UofL研究人员着手研究开发并获得Bio Products许可的工艺,以从大豆壳中生产木糖。剩余的残余纤维(占起始生物量的约80%)在木糖提取后具有改良的纤维结构,可用作各种3D打印应用程序中复合材料中的天然纤维。
尤其是,这些天然纤维复合材料,在当前依赖石油基玻璃纤维和碳纤维复合材料的行业中,具有广泛潜在用途。例如汽车、土木工程、军事和航空航天领域。当前,利用大豆壳生产这些纤维的要挑战在于以商业规模创造有效、经济和可实现的技术。
研究人员一直致力于开发出一种稳定高效的方法,将大豆生物质加工成轻质的天然纤维复合材料,从而有效满足这些行业的需求。
UofL研究成果的试验开发阶段,包括使用大豆壳聚合物复合丝进行3D打印,木糖分离以及聚合物复合原料生产的申请。在试点阶段,研究团队将尝试优化流程,以使其在商业上具有更强的可行性。这将涉及实现木糖和复合长丝样品的大量生产,以提供给食品和3D打印行业的商业合作伙伴进行评估。
3D打印领域的研究人员越来越多地将废物用于增材制造工艺和应用,特别是利用食品和其他生物材料的废物。报告表明,尤其是食品、饮料、制造业和化学工业,都具有巨大的潜力来减少浪费并创造新的收入来源。
由AITIIP在BARBARA项目中完成的面板原型。使用的材料(从左到右):柠檬色素,柠檬香精,杏仁壳,石榴色素。
BARBARA项目近结束了为期四年的研究,将食物垃圾转化为适合汽车和建筑行业的3D打印材料。从废玉米、石榴、柠檬色素和杏仁壳中提取了八种新的生物基材料。在其他地方,餐厨垃圾已被重新用于增材制造工艺,包括用咖啡粉和橙皮衍生的生物塑料代替石油基PET ,并将餐厨垃圾转化为可生物降解的PHA。