Вчені перетворюють кавову гущу на паливо

Щороку у світі викидають понад 10 мільйонів тонн використаної кавової гущі, і більша частина потрапляє на звалища або в спалювальні установки, хоча в ній ще залишається значна користь.

Як із мокрої кавової гущі отримали паливо

Нова технологія званого Flame Plasma Pyrolysis, або FPP, працює без попереднього сушіння кавової гущі. Замість електричних плазмових пристроїв система створює плазмове полумʼя температурою близько 800-900°C, використовуючи скраплений нафтовий газ (LPG) та стиснене повітря.

Під дією інтенсивного тепла вода, що міститься в гущі (близько 55% вологості), швидко перетворюється на пар. Тиск у частинках зростає, відбуваються мікровибухи, які розривають структуру, утворюючи пористу сітку та одночасно прискорюючи процес карбонізації. Замість того, щоб уповільнювати перетворення, волога тут виступає каталізатором процесу.

Автори відзначають також, що при FPP утворюється практично не дим і мало біо‑олії, на відміну від багатьох звичних методів піролізу.

Якою вийшла якість палива

Оптимальна тривалість обробки становила 90 секунд. Під час перетворення кавова гуща зменшилася на 83,3%, а теплоємність біочару сягнула 29,0 мегаджоулів на кілограм. Це приблизно на 33% більше, ніж у необробленої кавової гущі, і порівнянно з антрацитом.

Фіксований вміст вуглецю майже потроївся, підвищившись з 15,6% до 46,2%. Сірка була повністю видалена, отже під час спалювання такого палива не утворюватимуться оксиди сірки (SOx), що зменшує ризик забруднення повітря, кислотних дощів і корозії обладнання та знижує потребу в додаткових фільтрах для очищення від емісій.

Отриманий продукт перспективним для виготовлення активованого вугілля та промислових адсорбентів. Водночас подовження обробки понад 90 секунд погіршує якість палива, бо надмірне нагрівання руйнує вугільну структуру.

Широкий застосунок технології

Дослідники вважають, що підхід підходить не лише для кавової гущі, а й для інших вологих органічних відходів: харчових решток, осадів стічних вод, сільськогосподарських залишків. Компактна конструкція установки робить її придатною для децентралізованих міні‑підприємств із перетворення відходів на енергію поблизу місця їхнього утворення, що зменшить витрати на транспортування та обробку.

«Ця технологія відкриває нову парадигму, у якій відходи перестають бути проблемою й стають цінним енергетичним ресурсом», – зазначив провідний автор дослідження Теджун Пак. Дослідницька група планує адаптувати метод до різних типів високовологих органічних відходів і оптимізувати процес для промислового впровадження.