
You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.
You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.
Generating alternative fuel and bioplastics from medical plastic waste and waste frying oil using microwave co-pyrolysis combined with microbial fermentation
En el presente estudio, se utilizó la copirólisis por microondas (MCP) para convertir simultáneamente los desechos plásticos médicos (MPW) y el aceite de freír residual (WFO) en productos de aceite líquido. El proceso MCP demostró una velocidad de calentamiento más rápida (24 °C/min) y un tiempo de proceso más corto (20 min) en comparación con las técnicas de pirólisis convencionales que convierten MPW y WFO en aceite líquido (≥80% en peso). El MCP redujo el contenido de oxígeno de 25.7 a 9.82% en peso en aceite líquido que abarca hidrocarburos alifáticos ligeros que van de C10 a C28, generando un nuevo combustible líquido sostenible. El líquido que tiene un alto contenido de carbono (aproximadamente 77.1% enpeso) y una baja relación de carbono a nitrógeno (27.9) es una materia prima energética adecuada para la producción de bioplásticos de polihidroxialcanoato (PHA) en forma de poli3-hidroxibutirato [P(3HB)]. El aceite líquido actuó como fuente de energía para el crecimiento de Bacillus sp. Durante la fermentación microbiana, produciendo aproximadamente 11% (p/p) de P(3HB). Los bioplásticos son biodegradables, biocompatibles con los seres humanos y no tóxicos para los organismos marinos, lo que representa un valioso aditivo en la producción de cosméticos, detergentes y como andamios médicos para la ingeniería de tejidos. Los resultados indican el prometedor reciclaje de productos de desecho mediante este enfoque a través de la biorrefinería pirolítica en combustibles de valor agregado y productos bioplásticos, siendo importante para la futura producción sostenible de recursos renovables.
Dans la présente étude, la co-pyrolyse par micro-ondes (MCP) a été utilisée pour convertir simultanément les déchets plastiques médicaux (MPW) et les déchets d'huile de friture (WFO) en produits pétroliers liquides. Le procédé MCP a démontré une vitesse de chauffage plus rapide (24 °C/min) et un temps de traitement plus court (20 min) par rapport aux techniques de pyrolyse conventionnelles convertissant le MPW et le WFO en huile liquide (≥80 % en poids). Le MCP a réduit la teneur en oxygène de 25,7 à 9,82 % en poids dans l'huile liquide comprenant des hydrocarbures aliphatiques légers allant de C10 à C28, générant un nouveau carburant liquide durable. Le liquide ayant une teneur élevée en carbone (environ 77,1 % en poids) et un faible rapport carbone/azote (27,9) est une charge d'alimentation énergétique appropriée pour la production de bioplastique polyhydroxyalcanoate (PHA) sous forme de poly3-hydroxybutyrate [P(3HB)]. L'huile liquide a servi de source d'énergie pour la croissance de Bacillus sp. Pendant la fermentation microbienne, produisant environ 11 % (p/p) de P(3HB). Les bioplastiques sont biodégradables, biocompatibles avec les humains et non toxiques pour les organismes marins, représentant un additif précieux dans la production de cosmétiques, de détergents et en tant qu'échafaudages médicaux pour l'ingénierie tissulaire. Les résultats indiquent que le recyclage prometteur des déchets par cette approche à travers la bioraffinerie pyrolytique en carburant à valeur ajoutée et en produits bioplastiques est important pour la future production durable de ressources renouvelables.
In the present study, microwave co-pyrolysis (MCP) was used to simultaneously convert medical plastic waste (MPW) and waste frying oil (WFO) into liquid oil products. The MCP process demonstrated a faster heating rate (24 °C/min) and shorter process time (20 min) compared to conventional pyrolysis techniques converting MPW and WFO into liquid oil (≥80 wt%). The MCP reduced the oxygen content from 25.7 to 9.82 wt% in liquid oil encompassing light aliphatic hydrocarbons ranging from C10 to C28, generating a novel sustainable liquid fuel. The liquid having a high carbon content (approximately 77.1 wt%) and low carbon to nitrogen ratio (27.9) is a suitable energy feedstock for polyhydroxyalkanoate (PHA) bioplastic production in the form of poly3-hydroxybutyrate [P(3HB)]. The liquid oil acted as an energy source for the growth of Bacillus sp. During microbial fermentation, yielding approximately 11% (w/w) P(3HB). Bioplastics are biodegradable, biocompatible with humans and non-toxic to marine organisms, representing a valuable additive in the production of cosmetics, detergents, and as medical scaffolds for tissue engineering. The results indicate the promising upcycling of waste products by this approach through pyrolytic biorefinery into value-added fuel and bioplastic products, being important for the future sustainable production of renewable resources.
في هذه الدراسة، تم استخدام الانحلال الحراري المشترك للميكروويف (MCP) لتحويل النفايات البلاستيكية الطبية (MPW) وزيت قلي النفايات (WFO) في وقت واحد إلى منتجات زيتية سائلة. أظهرت عملية MCP معدل تسخين أسرع (24 درجة مئوية/دقيقة) ووقت معالجة أقصر (20 دقيقة) مقارنة بتقنيات التحلل الحراري التقليدية التي تحول وزارة الأشغال العامة و WFO إلى زيت سائل (≥80 ٪ بالوزن). قلل MCP من محتوى الأكسجين من 25.7 إلى 9.82 ٪ بالوزن في الزيت السائل الذي يشمل الهيدروكربونات الأليفاتية الخفيفة التي تتراوح من C10 إلى C28، مما يولد وقودًا سائلًا مستدامًا جديدًا. السائل الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون (حوالي 77.1 ٪ بالوزن) ونسبة منخفضة من الكربون إلى النيتروجين (27.9) هو مادة تغذية مناسبة للطاقة لإنتاج البلاستيك الحيوي للبولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) في شكل بولي 3 -هيدروكسي بوتيرات [P(3HB)]. كان الزيت السائل بمثابة مصدر للطاقة لنمو Bacillus sp. أثناء التخمير الميكروبي، ينتج حوالي 11 ٪ (وزن/وزن) P(3HB). اللدائن الحيوية قابلة للتحلل الحيوي، ومتوافقة حيويًا مع البشر وغير سامة للكائنات البحرية، وتمثل مادة مضافة قيمة في إنتاج مستحضرات التجميل والمنظفات، وكسقالات طبية لهندسة الأنسجة. تشير النتائج إلى إعادة التدوير الواعدة للنفايات من خلال هذا النهج من خلال التكرير الحيوي للتحلل الحراري إلى وقود ذي قيمة مضافة ومنتجات بلاستيكية حيوية، كونها مهمة للإنتاج المستدام المستقبلي للموارد المتجددة.
- Yunnan Agricultural University China (People's Republic of)
- Aarhus University Denmark
- National Yunlin University of Science and Technology Taiwan
- Universiti Malaysia Terengganu Malaysia
- University of Sri Jayewardenepura Sri Lanka
Composite material, Pulp and paper industry, Materials Science, Organic chemistry, Combustion, Industrial and Manufacturing Engineering, Liquid fuel, Biomaterials, Engineering, Carbon fibers, Genetics, Waste management, Biology, Bacteria, Polyhydroxyalkanoates, Composite number, Microplastic Pollution in Marine and Terrestrial Environments, Pollution, Raw material, Materials science, Biorefinery, Medical waste, Ring-Opening Polymerization, Bioplastic, Chemistry, Heat of combustion, FOS: Biological sciences, Fermentation, Physical Sciences, Environmental Science, Global E-Waste Recycling and Management, Biodegradation, Microwave, Biodegradable Polymers as Biomaterials and Packaging, Pyrolysis, Bioplastics
Composite material, Pulp and paper industry, Materials Science, Organic chemistry, Combustion, Industrial and Manufacturing Engineering, Liquid fuel, Biomaterials, Engineering, Carbon fibers, Genetics, Waste management, Biology, Bacteria, Polyhydroxyalkanoates, Composite number, Microplastic Pollution in Marine and Terrestrial Environments, Pollution, Raw material, Materials science, Biorefinery, Medical waste, Ring-Opening Polymerization, Bioplastic, Chemistry, Heat of combustion, FOS: Biological sciences, Fermentation, Physical Sciences, Environmental Science, Global E-Waste Recycling and Management, Biodegradation, Microwave, Biodegradable Polymers as Biomaterials and Packaging, Pyrolysis, Bioplastics
