От отходов к топливу: новый метод позволяет за 90 секунд превратить отработанный молотый кофе в высококачественное топливо

В результате мирового потребления кофе ежегодно образуется не менее 18 миллионов тонн отработанного кофейного гуща ежегодно. Большая часть образовавшихся отходов отправляется на свалки или сжигается, что приводит к выбросам парниковых газов и загрязнению окружающей среды. Хотя отработанный молотый кофе обладает большим потенциалом в качестве источника энергии, его высокое содержание влаги долгое время оставалось препятствием, поскольку для преобразования его в топливо или углеродные продукты обычно требовалась энергоемкая предварительная сушка, что делало использование этого источника энергии в промышленных масштабах экономически нецелесообразным.

Исследователи из Корейского института геонаук и минеральных ресурсов разработали процесс, позволяющий преобразовывать влажные отработанные кофейные отходы в высококачественный биоуголь всего за 90 секунд без предварительной сушки или экстракции масла. Данный процесс обеспечивает быстрый и энергоэффективный способ преобразования органических отходов с высоким содержанием влаги в полезное топливо и углеродные материалы. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Chemical Engineering Journal» https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894726039136?via%3Dihub.

В основе процесса лежит метод плазменного пиролиза с использованием пламенной плазмы (FPP), при котором биомасса с содержанием влаги около 55 % обрабатывается непосредственно в условиях плазмы при атмосферном давлении с помощью плазменных пламен температурой примерно 800–900 °C (1 472–1 652 °F), образующегося при сжигании сжиженного нефтяного газа (LPG) и сжатого воздуха, что исключает необходимость предварительной сушки. Интенсивное тепло быстро испаряет влагу внутри частиц биомассы, а возникающее в результате повышение давления вызывает микроскопические взрывы по типу «эффекта попкорна», которые ускоряют карбонизацию и создают высокопористые структуры, превращая влагу из препятствия в агент паровой активации, ускоряющий реакции и улучшающий качество продукции. В оптимизированных условиях полное преобразование достигается всего за 90 секунд с уменьшением массы на 83,3 %.

Полученный биоуголь подходит как в качестве возобновляемого твёрдого топлива, так и в качестве высокоценного углеродного материала для экологических и промышленных целей. Кроме того, процесс FPP обладает потенциалом для применения в отношении широкого спектра органических отходов с высоким содержанием влаги, таких как пищевые отходы, осадок сточных вод и сельскохозяйственные отходы. Благодаря компактной конструкции и сверхбыстрой переработке он особенно хорошо подходит для децентрализованных локальных установок по переработке отходов в энергию, где усилия по рекуперации ресурсов зачастую сдерживаются затратами на транспортировку и сушку.