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Fondi di caffè – dai bar di Dergano, Bovisa e Villapizzone alla stampa in 3D

La start-up milanese Krill Design con il progetto Co.ffee Era raccoglie gli scarti di caffè e li trasforma: dal legame chimico tra caffé e biopolimero, si genera il Biocoffee. Quattro mesi di lavoro e 75mila euro investiti

Krill Design è una start-up milanese che realizza prodotti di ecodesign sfruttando scarti alimentari e la tecnologia della stampa 3D. La realtà fondata nel 2018 da Ivan Calimani, ingegnere ed ex project manager di Expo 2015, guida il progetto Co.ffee Era, che ricicla i fondi di caffè di bar e ristoranti per trasformarlo in un polimero naturale e biodegradabile, il Biocoffee. Questo materiale, sviluppato in proprio, è un’alternativa alle sostanze plastiche ricavate dal petrolio. È stato studiato per plasmare con stampanti di ultima generazione articoli di arredo. 

Gli esperimenti e i progetti con la stampa additiva che propongono di eliminare rifiuti si sono moltiplicati negli ultimi anni. A partire dalla sua invenzione, all’inizio dagli anni Ottanta, la sua applicazione si è allargata: dall’impiego per la risoluzione di problemi di produzione nei capannoni industriali, la prototipazione rapida è stata sempre più utilizzata per la creazione di componenti in settori come l’automobilistico e l’aerospaziale, ma anche in quello medico. Nei mesi più caldi dell’emergenza Covid della scorsa primavera, un’impresa bresciana ha stampato valvole per i respiratori della terapia intensiva per l’ospedale di Chiari che le aveva esaurite. La diffusione della tecnologia negli ultimi 10-15 anni è stata favorita dall’abbattimento dei costi dei macchinari e dei software CAD utilizzati per creare i modelli 3D. Anche il mondo dell’arte e il settore alimentare hanno sperimentato: un produttore di pasta italiano ha dato vita a linee dai formati inediti rispetto a quelli che si trovano nei supermercati.

Vincitore della seconda edizione di FabriQ Quarto 2019 – Innovazione di quartiere, bando promosso dall’incubatore di start-up FabriQ insieme al Comune di Milano che co-finanzia iniziative focalizzate sui quartieri nord-ovest della città, il progetto Co.ffee Era si rivolge a un interlocutore diverso dalle grandi aziende che solitamente si rivolgono a Krill Design. «La motivazione iniziale era di impattare sulla comunità», spiega Domiziana Illengo, marketing manager di Krill. «Sono stati scelti tre quartieri di Milano non centrali, ma non per questo poco ricettivi». Dergano, Bovisa e Villapizzone. È stata coinvolta la comunità locale per individuare una decina di bar e ristoranti disposti a consegnare i fondi di caffè accumulati durante la loro attività. La scelta è ricaduta su questo scarto per la possibilità di creare una rete di fornitori ampia e per l’omogeneità della polvere di caffè: per ottenere un materiale adatto alla stampa 3D non può essere utilizzato un mix di rifiuti umidi misti, ma è indispensabile processare un residuo puro. La ricerca, lo studio di fattibilità e la fase di sviluppo del biopolimero hanno richiesto quattro mesi assorbendo buona parte dei 75mila euro investiti, metà dei quali coperti da FabriQ. 

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Todo Modo, uno dei bar in zona Bovisa, Milano fornitore dei fondi di caffe

Una volta svuotati i bidoni dei locali, i fondi di caffè sono trasportati nello stabilimento della start-up per essere processati. Il primo passaggio prevede l’eliminazione della loro umidità tramite un essiccatore, seguito dalla lavorazione con un micronizzatore per rendere la polvere ancora più sottile. Questa viene poi unita a una bioplastica all’interno di un miscelatore per la creazione del biopolimero definitivo. Il Biocoffee nasce dal legame chimico tra caffé e biopolimero, un’unione che avviene su base zuccherina, principalmente per azione termica, grazie ai carboidrati del caffè stesso. La matrice bioplastica si fonde e ingloba lo scarto al suo interno. Il materiale finale esce da un macchinario, l’estrusore, nella forma di piccoli cilindri simili ai pellet usati le stufe per il riscaldamento domestico. 

Co.ffee Era non va a creare un biopolimero composto al 100 percento da caffè. La polvere dei fondi costituisce un riempimento della base polimerica. Nel gergo, il materiale integrativo è definito filler e il suo utilizzo è legato, oltre che a motivazioni etiche, anche a ragioni tecnico-meccaniche ed estetiche: il caffè conferisce resistenza al nuovo materiale, dona la sua colorazione marrone e il suo aroma agli oggetti realizzati. Nel mondo sono molte le realtà che sfruttano scarti non organici di diverso genere come filler: fibre di carbonio, di vetro, di legno, polveri di metallo. Elementi aggiunti in misure diverse a seconda dello scopo finale dei progetti. «Capita – riflette Yack Humberto Di Maio, CTO di Krill Design – che alcune realtà scelgano questa strada per ragioni di marketing, quando in realtà le percentuali di miscela sono basse. Il nostro prodotto ha una quota di caffè tale da poter dire che si effettua realmente recupero di caffè». Il Biocoffee è presente con un rapporto uno a due rispetto a PLA e PHB, le due bioplastiche utilizzate dalla start-up, entrambe derivanti dalla fermentazione batterica di zuccheri che si alimentano di scarti alimentari e di colture (amido di mais, di riso, canna da zucchero).

A partire dai pellet di Biocoffee sono due le strade percorribili per procedere con la stampa: o si utilizza direttamente una macchina a pellet oppure vengono sottoposti a una lavorazione intermedia per generare un filamento simile a quelli utilizzati comunemente dalle stampanti. Per procedere con la creazione si segue il processo informatico standard: dopo la creazione del modello 3D del prodotto con il software di modellazione, lo si carica in un programma di Slicing per la predisposizione del file G-Code, il documento in cui sono specificati tutti i parametri che l’apparecchio dovrà seguire nella costruzione dell’oggetto. Tra questi, lo spessore dei layer, la velocità di esecuzione e la temperatura della stampa. Settaggi da modificare anche a seconda della tipologia di biopolimero scelto. 

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Salomé, portazzucheri

La tecnologia utilizzata è la modellazione a deposizione fusa (FDM) in cui l’ugello della stampante va a depositare il biopolimero estruso a temperature che oscillano tra i 180 e i 220 C° ricreando a strati la geometria del pezzo. Krill sfrutta la tecnica vase-mode, in origine usata per foggiare i vasi, grazie alla quale il pezzo prende forma su una linea continua che segue un movimento spiraliforme gettando il materiale senza interruzioni, a differenza di quanto accade con altre modalità di stampa. Il prodotto così plasmato non è riempito, ma rimane cavo. Questa caratteristica renderà la sua riduzione in pezzi più semplice e quindi la biodegradazione più veloce una volta giunto alla fine del suo ciclo di vita, quando potrà essere conferito nell’umido. «Ciò consente di avere oggetti voluminosi composti da una linea sottile, quasi come se si andasse a piegare un foglio di carta per fare un origami. Un oggetto può essere formato da biopolimeri, ma se è un cubo pieno ci metterà molto di più a disintegrarsi». I tempi di stampa variano in base alla complessità: si va dai cinque minuti per i modelli più semplici alle quasi due ore del vaso più elaborato.

Gli articoli di Co.ffee Era, nati dai disegni realizzati da quattro studenti di Design del Politecnico di Milano arruolati nel progetto, torneranno poi nei quartieri che hanno contribuito alla loro nascita. Bar e ristoranti coinvolti in questo percorso di economia circolare si trasformeranno in temporary shop nei quali saranno messi in vendita e una percentuale del ricavato rimarrà nelle loro casse. I pezzi di questa collezione, battezzati con i nomi di località dei paesi produttori di caffè, sono ordinabili anche sul sito del progetto, dove è possibile scoprire quanti fondi di caffè sono stati utilizzati per ogni creazione: per un sottotazza viene eliminata solo un’unità, mentre per i vasi e portaoggetti più elaborati si arriva fino a sei scarti. In totale, fino a questo momento, sono stati ritirati circa 100 chilogrammi di residui. 

Da bando il progetto terminerà a giugno 2021. Krill Design desidera estendere l’orizzonte di questo esperimento e allargare la rosa di scarti alimentari trasformabili in materia prima seconda. «Abbiamo già utilizzato gli scarti d’arancia e provato a produrre un nuovo biopolimero da quelli di patata e di pomodoro. Adesso stiamo sperimentando come filler i gusci d’uovo, la frutta secca e i gusci di cozze», riassume Di Maio. «Il nostro obiettivo – conclude Illengo – è di andare a scalarlo su altre realtà e in dimensioni maggiori. Non solo a livello di quartiere, ma anche di comune».

IMMAGINI

Co.ffee. Era
Krill Design
via Eugenio Colorni 4
20138 Milano (MI), Italia

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