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Ligand–metal synergy in MOF-derived Co–Ni(TCNQ)2·2H2O for efficient HMF electrooxidation and hydrogen Co-production
DOI: 10.1039/D5GC05853H, PaperTing Xiang, Njud S. Alharbi, Xijun Wang, Changlun Chen
The electrocatalytic oxidation of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) coupled with hydrogen evolution offers a sustainable approach for producing value-added chemicals and green hydrogen.
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Reaction engineering enables selective chemoenzymatic transformation of alkynes into α-bromoketones and 1,2-dibromostyrenes
DOI: 10.1039/D5GC05752C, PaperJiangtao Sha, Huanhuan Li, Kun Guo, Jie Zhang, Jianqun Peng, Junyi Cao, Bishuang Chen, Wuyuan Zhang
The vanadium-dependent chloroperoxidase from Curvularia inaequalis catalyses the electrophilic halogenation of alkynes to α-bromoketones and 1,2-dibromostyrenes, with product selectivity governed by halide concentration.
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Coupling Scrap Iron Valorization with Hydrogen Evolution via a Novel Iron Oxidation-to-Ferrate Electrochemistry.
DOI: 10.1039/D5GC06654A, PaperLinqing Fu, Jingsi Zhao, Yifei Yang, Long Lan, Hao Zhang, Tianyu Qiu, Jing Li, Yuliang Yuan, Wei Sun, Zhenye Kang, Xinlong Tian
The exponential growth of global scrap iron generation presents significant environmental challenges without sustain management. Current recycling relies heavily on energy-intensive metallurgical processes with incur substantial carbon emissions and air...
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Neutral conditions-enabled robust electrocatalytic hydrogenation of biomass-derived furfural using atomically precise nanocluster-based catalysts
DOI: 10.1039/D5GC05654C, PaperXinhua Yuan, Fan Yang, Ying Lv, Chen Li, Honglei Shen, Chongqing Pan, Jinhui Hu, Xiaolong Wu, Rui Diao, Chu Wang, Qiang Lu, Xi Kang, Haizhu Yu, Manzhou Zhu
Furfural, a valuable biomass platform precursor, is subject to multiple challenges in its application to the electrocatalytic hydrogenation (ECH) process due to the strong acidic/basic reaction conditions. A more fundamental...
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Il cuoio al caffè
Biagio Naviglio
Il caffè è oggi una delle bevande più popolari al mondo ed anche la più consumata dopo acqua e tè; Il caffè è una bevanda ottenuta dai semi di alcune specie di piccoli alberi tropicali appartenenti al genere Coffea, parte della famiglia botanica delle Rubiaceae (figure 1 e 2).
Figura 1: Pianta del caffè
Figura 2: Pianta di caffè con drupe mature
Il caffè è una pianta originaria dell’Africa; tuttavia, la produzione è concentrata essenzialmente nelle aree comprese tra il tropico del Cancro e il tropico del Capricorno, in un clima quindi caldo umido, in totale comprendente un’ottantina di nazioni in America Centro-Meridionale, Africa ed Asia, ad altitudini variabili da 300 a 2000 m. Quest’area, talvolta viene definita “cintura del caffè”.
Figura 3: Zone di produzione del caffè
Il principale Paese produttore di caffè verde (caffè non tostato) è il Brasile, la cui produzione ammonta a 3,7 milioni di tonnellate di caffè (2020), corrispondenti al 34,67% della produzione mondiale. Oltre al Brasile, tra i principali Paesi produttori di caffè verde si annoverano: Vietnam (16,50%), Colombia (7,80%), Indonesia (7,24%), Etiopia (5,47%) e Perù (3,52%).
La diffusione del caffè in Sud America avvenne ad opera delle potenze coloniali europee che iniziarono a coltivare e commercializzare il caffè sfruttando le loro rispettive colonie. In questi territori la produzione del caffè prosperò ottimamente di caffè grazie alle condizioni pedo-climatiche favorevoli alla sua crescita
I processi di trasformazione del caffè (torrefazione, decaffeinizzazione, ecc.) vengono effettuati in Paesi differenti da quelli in cui viene prodotta la materia prima.
In sostanza, tali processi avvengono principalmente nei Paesi importatori, mentre nei Paesi produttori vengono effettuate solo le fasi iniziali di trattamento dei chicchi di caffè.
Lungo l’intera filiera della lavorazione del caffè, dalla coltivazione e trasformazione al consumo, sono generati considerevoli quantità di scarti; ciò è dovuto al fatto che
Il frutto del caffè è composto da cinque strati protettivi che devono essere rimossi per esporre il chicco interno.
Figura 4.: Bacca di caffè con vista interna delle varie parti che la compongono
Figura 5: Lavorazione del caffè con la torrefazione e relativi scarti di produzione
Per una tonnellata di chicco verde vengono generati 500 kg di polpa e 180 kg di buccia, insieme a quantità minori di pellicola e pergamino, i due strati che ricoprono il chicco. Lo scarto maggiore (650 kg per tonnellata di chicco) è tuttavia generato a valle del consumo nei “fondi di caffè. In sostanza, i principali scarti di lavorazione dell’intera filiera del caffè riguardano la polpa (“coffee pulp”), la buccia (“coffee husk”) e i fondi di caffè (“spent coffee ground”). Lo scarto contenente la buccia e polpa essiccata del frutto della pianta di caffè viene detto cascara
Prove di concia con lo scarto denominato cascara
La buccia e la polpa della ciliegia del caffè, comunemente chiamate cascara, sono il principale scarto della coltivazione del caffè e sono ricche di macromolecole e composti bioattivi fra i quali i tannini
A riguardo, è stato condotto recentemente uno studio il cui obiettivo era quello di valutare le proprietà della polpa di caffè come materiale conciante
Nel caso specifico è stata utilizzata polpa di caffè della specie arabica del Kenya
Il contenuto di tannino in questa polpa di caffè, determinato con il metodo del filtro mediante l’uso della polvere di pelle, è risultato essere pari a 5,04 %; i tannini presenti nel campione esaminato sono di tipo condensato. Le conclusioni dello studio mettono in evidenza che questi tannini sono in grado di trasformare il collagene della pelle in cuoio.
Al di là dello studio sperimentale sul web viene pubblicizzato un sistema di concia senza cromo con l’impiego della cascara in polvere ricavata dai gusci dei frutti del caffè, scartati dalle piantagioni durante la produzione.
Prove di concia con i fondi di caffè
I fondi di caffè sono un residuo solido generato da un processo di produzione di caffè solubile o espresso. In questo processo i chicchi di caffè tostati vengono attraversati da acqua calda pressurizzata in maniera da estrarre la materia solubile.
Il residuo insolubile viene, invece, detto fondo di caffè ed è un materiale ricco di minerali e sostanze nutritive dalle proprietà molto interessanti (figure 6 e 7). Questa sostanza viene prodotta ogni giorno in grande quantità e deve perciò essere smaltita. In Italia se ne producono ogni anno 360 mila tonnellate, mentre nel mondo la cifra si aggira intorno a 6 Mton.
Figura 6: Composizione chimica dei fondi di caffè
Figura 7: Caratteristiche dei tannini presenti nei fondi di caffè
Le prove di concia, schematizzate in figura 8, hanno evidenziato che l’estratto acquoso dei fondi di caffè contengono tannini con adeguata capacità conciante, la concentrazione dell’estratto acquoso del 40% è altamente raccomandata per ottenere una pelle adeguatamente conciata. Inoltre, usando una combinazione dell’estratto acquoso, anche a concentrazioni minori del 40%, con un 10% di riconciante sintetico, è possibile avere un significativo miglioramento delle proprietà del cuoio rispetto a quello ottenuto utilizzando solo l’estratto acquoso.
Figura 8: Prove di concia con fondi di caffè esausti
A questo punto, è opportuno sottolineare il fatto che le materie concianti vegetali che si impiegano in conceria possono provenire da parti diverse del vegetale (cortecce, legni, foglie, ecc.. Ad esempio, in Italia, per l’estrazione dei tannini dal legno di castagno vi è a Mondovì (CN) la Silva, leader mondiale nella produzione di estratti vegetali utilizzati nella concia di pelli di qualità superiore. Il processo che adotta, prevede, sul legno triturato, una lisciviazione mediante una serie di estrattori utilizzando acqua calda (120°C o più) in controcorrente. Nel caso del lavoro da me illustrato, l’estrazione è stata effettuata con acqua a 90 °C per 2h con un rapporto solido/ liquido di 1/10. Su tale estratto, gli Autori, hanno trovato un contenuto di tannino sufficiente per ottenere una pelle conciata.
Per quanto concerne, la presenza di tannini residui nei fondi di caffè dopo l’estrazione con vapore pressurizzato della moka, forse dipende dal tipo di estrazione che industrialmente avviene in controcorrente.
Prove di ingrasso delle pelli con fondi di caffè
Il grasso contenuto nei fondi di caffè, dopo estrazione e trasformazione in olio solfonato, è stato usato in varie concentrazioni (5%, 10%, 15%, 20%) per la fase di ingrasso di pelli ovine wet-blue, cioè pelli ovine conciate al cromo.
Le caratteristiche delle sostanze grasse dei fondi di caffè usati per le prove sono riportate in figura 9
Figura 9: Caratteristiche dei fondi di caffè usati per le prove di ingrasso: composizione acidi grassi
La concentrazione ottimale per l’ottenimento di adeguate proprietà meccaniche e di riempimento della struttura fibrosa risulta essere pari al 10%.
Conclusioni
Il caffè è la bevanda più consumata al mondo dopo acqua e tè. Per questo gli scarti derivanti da produzione e consumo di caffè sono da tempo un tema interessante per l’economia circolare. Utilizzare questi scarti nel settore conciario per la concia e l’ingrasso delle pelli può essere un’interessante prospettiva per incrementare l’uso di prodotti chimici da fonti rinnovabili (biobased) nel processo di trasformazione della pelle grezza in cuoio.
Bibliografia
- Matteuccia R.M., Perretta A., Labarile R., Grattieri M., Trotta M., Stufano P., Caffè, Materiali Avanzati ed Energia, La Chimica e L’Industria online, anno Vi, n.5, 2022
- Mutuku M., Ombui J., Onyuka A., Assessment of Coffee Pulp as a Potential Source of Tannins for Leather Processing, Textile & Leather Review, 2022
- Nasr A.I., El Shaer M.A., Elraheem M.A., Potential application of Used Coffee Grounds in Leather Tanning, Journal of Ecological Engineering, 2023
- Shaera M.A., Nasr A.I., Kassemb S.T., Alfawal G.S., Elhameda W.A., Elhareem M.A., Oil extracted from spent coffee grounds as a fatliquor in leather tanning, Egypt J. Chrm. (2025)
- Naviglio B., Il cuoio al caffè, XVIII Convegno AICC Campania, 17 Ottobre 2025
Advances in offshore wind-power coupled seawater electrolysis for hydrogen production: mode selection, system innovation, and materials design
DOI: 10.1039/D5GC05469A, Tutorial ReviewHaonan Guo, Zhuoya Ma, Xiangtao Yu, Xuyang Li, Ye Wang, Tiantian Song, Tao Yang, Xinmei Hou
The paper aims to offer systematic guidance and innovative insights for the rational design of integrated systems encompassing renewable energy coupling, electrolytes, electrodes, membrane materials, and hydrogen storage solutions.
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Engineering FeS/Fe3C nanoparticle-embedded free-standing porous carbon with numerous conductive pathways to enhance electron transfer for oxygen electrocatalysis in rechargeable zinc–air batteries
DOI: 10.1039/D5GC05165G, PaperKexin Wei, Siyuan Sun, Fan Yang, Yang Sun, Junpu An, Yongfeng Li
FeS/Fe3C nanoparticles embedded in a free-standing, porous carbon/graphene network (FeS/Fe3C@CP) are synthesized via a facile strategy. The 3D conductive architecture ensures efficient charge transfer.
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Metabolic, redox, and spatial engineering of Yarrowia lipolytica for high-level zeaxanthin production
DOI: 10.1039/D5GC06011G, PaperLingxuan Sun, Jin Zhang, Haotian Zhai, Huangwei Xu, Mengmeng Liu, Qingsheng Qi, Jin Hou
Yarrowia lipolytica was engineered through an integrated metabolic engineering strategy that couples genetic, redox, and spatial regulation, enabling zeaxanthin overproduction at 6.9 g L−1 the highest reported titer to date.
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Radical-driven nano-crystalline IrO2: resolving the activity-stability trade-off in acidic OER
DOI: 10.1039/D5GC04748J, PaperRenxing Huang, Zeping Zhang, Chengcheng Sang, Weitao Gao, Yiming Bai, Yinghe Huang, Yuxing Shi, Yonghuan Li, Lianguo Sun, Cheng Wang, Jun Gu, Tao Yu
By shortening the Ir–O bond and maintaining a robust rutile [IrO6] framework, IrO2 (sub-2 nm) synergistically enhances both activity and stability, breaking the long-standing OER dilemma.
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Mechanistic insights into hydrogen-enhanced sulfidation of smithsonite via fluidization roasting
DOI: 10.1039/D5GC05596B, PaperYuangan Chen, Yongsheng Sun, Peng Gao, Yanjun Li
Hydrogen enhances smithsonite sulfidation by reducing CO2 partial pressure (a decomposition product) to drive its decomposition, with ZnO (the decomposition product) catalyzing CO2 reduction.
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Hydrogenated polyethylene terephthalate as a versatile macromolecular platform synthon for waste plastic refineries
DOI: 10.1039/D5GC05759K, PaperJiachen Fei, Kaizhi Wang, Ting Yang, Mugeng Chen, Zehui Sun, Chengguang Liu, Xinyue Liang, Chen Chen, Yongmei Liu, Guowei Wang, Heyong He, Yong Cao
Tandem conversion of waste PET through the PECHD platform into diverse high-value cyclohexyl-based small molecules and diol oligomers.
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Scalable mechanochemical synthesis of amides using bead milling technology
DOI: 10.1039/D5GC04764A, Paper
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  This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence.Pietro Caboni, Andrea Porcheddu, Sándor B. Ötvös, C. Oliver KappeA scalable protocol for mechanochemical amide bond formation was developed using a commercially available agitator bead mill without requiring reagent excess, added base or large quantities of organic solvent, significantly reducing waste generation.
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Olefin isomerization-Michael addition cascade in aqueous micelles: a new piperazine-based antifungal chemotype
DOI: 10.1039/D5GC06424D, PaperDivita Kumar, Anil Shaha, Samruddhi Chavhan, Jourawar Singh, Jenali Bhavsar, Sapan Borah, Dinesh Kumar
A catalyst-free olefin isomerization-Michael addition in aqueous SDS micelles delivers diverse products with excellent yields and sustainability.
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DOI: 10.1039/D5GC03955J, Paper
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MoS2-assisted iron-driven peroxydisulfate activation for green and sustainable water purification
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Metal-organic frameworks (MOFs) are attractive scaffolds for single-atom catalysts (SACs), yet conventional synthesis often relies on toxic solvents and yields limited control over atomic configurations. Here we introduce a ligand...
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