Південнокорейська установка за 90 секунд перетворює використану каву на паливо найвищого класу

Дослідники з Корейського інституту наук про Землю та мінеральні ресурси (KIGAM) розробили спосіб перетворення вологого спитого кавового макухи на висококалорійне біовугілля всього за 90 секунд. Досі висока вологість такого сировини вважалася серйозною проблемою, оскільки вимагала попередньої енергоємної сушки. Південнокорейські вчені запропонували рішення, яке дозволяє переробляти кавові відходи практично відразу після їх збору, майже в будь-якій кав'ярні.

Джерело зображень: KIGAM

Розроблена технологія отримала назву пироліз у плазмовому полум'ї (flame plasma pyrolysis). На відміну від традиційних методів переробки біомаси, вона дозволяє працювати з сировиною, що містить близько 55 % вологи, без попередньої сушки або знежирення. Волога кавова гуща відразу подається в зону плазмового факела при атмосферному тиску.

Установка використовує зріджений нафтовий газ — суміш пропану та бутану — і стиснене повітря, створюючи плазмове полум'я з температурою 800–900 °C. При такому нагріванні вода всередині частинок миттєво випаровується, створюючи внутрішній тиск і викликаючи мікровибухи, відомі як «ефект попкорна». В результаті одночасно відбуваються сушка, карбонізація та формування пористої структури. Таким чином, волога, яка зазвичай заважає пиролізу, в даному випадку сприяє протіканню процесу.

При оптимальних умовах маса вихідної сировини зменшувалася на 83,3 %, а теплота, що виділяється, отриманого біовугілля досягала 29,0 МДж/кг проти 21,8 МДж/кг у вихідної кавової гущі. Цей показник порівнянний з характеристиками антрациту. Частка зв'язаного вуглецю збільшилася майже втричі — з 15,6 % до 46,2 %, а питома поверхня матеріалу зросла з 1,5 до 115,4 м²/г. За даними авторів, сполуки сірки видалялися практично повністю, що повинно знижувати викиди оксидів сірки під час спалювання. Крім того, процес супроводжувався мінімальним утворенням диму та смолистих побічних продуктів.

За швидкістю новий метод значно перевершує традиційні способи переробки вологих біомас. Якщо гідротермальна карбонізація зазвичай займає від одного до шести годин, а торрефікація вимагає десятків хвилин, то тут весь процес укладається в півтори хвилини. Дослідники вважають, що технологія може застосовуватися не лише для кавової гущі, якої у світі щорічно утворюється понад 10 млн тонн, але й для інших вологих органічних відходів, включаючи харчові відходи, осадки стічних вод та сільськогосподарську біомасу.

Завдяки компактності та високій швидкості установки переробку можна буде організувати безпосередньо поруч з джерелами відходів. Однак для промислового впровадження технології ще знадобиться додаткова оптимізація обладнання та виробничих процесів.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки