В Южной Корее научились делать биоуголь из кофе за 90 секунд
Исследователи из южнокорейского института KIGAM представили установку, которая превращает влажную кофейную гущу в биоуголь за 90 секунд. Технология обходит главную проблему такого сырья — высокую влажность, из-за которой отходы обычно приходится сначала сушить. Авторы рассчитывают, что такие системы можно будет ставить рядом с точками сбора отходов, вплоть до крупных кофеен и пищевых производств.
Метод получил название flame plasma pyrolysis, или пиролиз в пламени плазмы. В установке используют смесь пропана и бутана со сжатым воздухом, что создаёт плазменный факел с температурой 800—900 °C при атмосферном давлении. Влажная гуща с содержанием воды около 55 % попадает в эту зону без предварительной сушки и обезжиривания.
При резком нагреве вода внутри частиц мгновенно испаряется и вызывает микровзрывы. Авторы называют это «эффектом попкорна». За счёт этого процесс одновременно сушит сырьё, карбонизирует его и формирует пористую структуру. То, что в обычном пиролизе считается помехой, здесь работает как часть механики процесса.
- масса сырья снижалась на 83,3 %
- теплотворная способность росла до 29,0 МДж/кг
- доля связанного углерода увеличивалась с 15,6 % до 46,2 %
- удельная поверхность повышалась с 1,5 до 115,4 м²/г
По энергетическим характеристикам такой биоуголь сопоставим с антрацитом, отмечают исследователи. Они также заявляют почти полное удаление сернистых соединений и низкий объём дыма и смолистых побочных продуктов. Для сравнения, гидротермальная карбонизация влажной биомассы занимает от одного до шести часов, а торрефикация требует десятков минут.
Масштаб сырья для таких установок заметный. По оценкам отраслевых исследований, в мире ежегодно образуется свыше 10 млн тонн кофейной гущи, а мировой рынок кофе продолжает расти вместе с сегментом кофеен навынос. Похожие проекты по переработке кофейных отходов в последние годы запускали стартапы в Великобритании и США, где из гущи делают биотопливо, гранулы и сырьё для химической промышленности. Отличие корейской схемы в скорости и работе с влажной массой без отдельного этапа сушки.
Авторы считают, что тот же подход можно адаптировать для пищевых отходов, осадка сточных вод и сельскохозяйственной биомассы. Следующий этап, судя по описанию работы, — оптимизация оборудования для непрерывной переработки и расчёт экономики процесса. От этого будет зависеть, останется ли установка лабораторной демонстрацией или дойдёт до контейнера за кофейней.
