Evaluation of utilizing coffee waste in polymer composite manufacture

Abstract

İstatistikler, önümüzdeki yirmi yıl içinde dünyada 1,3 milyar tonluk plastik atık olacağını göstererek plastik malzemenin hemen değiştirilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Atıklar, çevre için de tehlikeli hale gelmiş ve üretim kıtlığı ve artan nüfusun bir sonucu olarak insanlığı yeni arayışlara yönlendirmiştir. Geri dönüşüm. Geri dönüşüme olan artan ilgi, insanlık için bu korkutucu senaryoların ortadan kaldırılabilir olup olamayacağına dair düşünceye sevk etmek, olumlu bir gelişmedir. Bu konuda, en çok tüketilen ürünlere öncelik verilmelidir. Milyonlarca tonluk tüketim listesinde, petrol ürünleri doğal olarak öne çıkar. Ancak aralarından bir şey çıkar ve bize göz kırpar. Kahve atığı. Kahve, dünyada petrolün ardından en çok tüketilen ikinci ticari malzemedir. Kahve gümüş kabuk (CS), kavrulduktan sonra serbest kalan yeşil kahve çekirdeklerini kaplayan ince deridir. Kirazın yaklaşık %45'i, öğütülmüş kavrulmuş çekirdeklerden kahve yapımının ardından geriye kalan katı kalıntı olan harcanmış kahve telvesinden (SCG) oluşur. Zengin kimyasal içerikleri hem spent coffee ground hem de coffee silverskin bir çok çalışmada kullanılmak üzere alan açmıştır. Düşük yoğunlukları, yüksek spesifik sertlik ve dayanıklılıkları, biyolojik parçalanabilirlikleri ve nispeten düşük dayanıklılıkları ile lignoselülozik malzemeler birçok avantaj sunar. Tüm bu özellikler, onlara matris güçlendirmesi için polimer kompozitlerin oluşturulmasında önemli bir rol verir ve bu büyük miktardaki atığı yeni kaynaklara dönüştürmeye yardımcı olabilir. Bu tez çalışmasında, kahve atığı, polimer kompozitlerin mekanik özelliklerini artırmak için minimal hazırlıkla bir dolgu madde olarak kullanılacaktır. Bu araştırmanın amacı, daha önce kullanılamayan bir yan ürün olan kahve atıklarını, polimer kompozit maliyetlerini düşürmek, polimerin termal ve mekanik özelliklerini artırıp genişletmek, çevresel riskleri azaltmak ve atık yönetimine yardımcı olmak amacıyla yeni bir kaynağa dönüştürmektir.Statistics suggest that 1.3 billion tons of plastic waste will accumulate globally over the next twenty years, emphasizing the urgent need to replace plastic materials. The environmental hazards posed by waste, coupled with production shortages and a growing population, have spurred humanity toward new endeavors, notably recycling. The increasing interest in recycling is a positive development that raises the question of whether these alarming scenarios can be mitigated. Priority should be given to the most consumed products, among which petroleum products naturally dominate. However, one waste product stands out: coffee waste. Coffee ranks as the world's second most consumed commercial commodity after oil. Coffee silverskin (CS) refers to the thin skin covering green coffee beans after roasting. Approximately 45% of the cherry comprises spent coffee grounds (SCG), the solid residue remaining after brewing coffee from ground roasted beans. Both spent coffee ground and coffee silverskin offer rich chemical contents, opening avenues for their use in numerous studies. Lignocellulosic materials present several advantages, including low densities, high specific hardness and durability, biodegradability, and relatively low cost. These properties make them essential for creating polymer composites for matrix reinforcement and transforming substantial waste into new resources. This thesis aims to utilize coffee waste as a filler material with minimal preparation to enhance the mechanical properties of polymer composites. The research seeks to convert previously unusable by-products into a new resource, reducing polymer composite costs, enhancing and broadening the thermal and mechanical properties of the polymer, mitigating environmental risks, and aiding in waste management.