Каждый год любители кофе по всему миру производят около 18 миллионов тонн отработанной кофейной гущи. Для наглядности, этот объем сравним с весом трех пирамид Хеопса. Большая часть этих отходов отправляется на свалки, хотя ученые давно знали об их энергетическом потенциале. Основным препятствием для переработки всегда была влажность: свежая гуща содержит до 55% воды, и ее предварительная сушка требует огромных затрат энергии и времени.
Исследователи из KIGAM предложили решение, которое не только устраняет этот недостаток, но и превращает его в преимущество. Разработанный ими метод пламенного плазменного пиролиза воздействует на влажную массу потоком горячего пламени температурой 800–900°C. Под воздействием жара влага мгновенно испаряется, создавая эффект, похожий на приготовление попкорна, и превращает мягкую гущу в пористый биоуголь.
Весь процесс занимает всего 90 секунд, что, по данным ученых, в 240 раз быстрее традиционных методов сушки и карбонизации. При этом масса отходов уменьшается на 83,3%. Главный секрет технологии в том, что образующийся пар не улетучивается впустую, а работает как естественный активатор, ускоряя химические реакции и повышая качество конечного продукта.
Полученное топливо демонстрирует впечатляющие характеристики. Его теплотворная способность достигает 29 МДж/кг, что существенно выше, чем у обычной древесины, и сопоставимо с показателями антрацитового угля. В ходе обработки из состава полностью удаляются соединения серы, что предотвращает образование кислотных дождей при сжигании. Кроме того, площадь поверхности материала вырастает с 1,5 до 115,4 м²/г, что позволяет использовать его не только как топливо, но и как сорбент для очистки воды или фильтрации воздуха.
Важной особенностью разработки является экономическая эффективность. В отличие от энергоемких плазменных установок, здесь плазма генерируется за счет сжигания сжиженного газа и сжатого воздуха, что снижает затраты электроэнергии. Технология не производит смол и дыма, что делает ее экологически чистой. Ученые планируют адаптировать метод для переработки любых влажных органических отходов — от пищевых остатков до осадка сточных вод, что открывает путь к созданию компактных систем утилизации «в поле».
Ранее Наука Mail рассказывала, что изменение климата ставит под угрозу существование самого популярного утреннего напитка.
