Новый метод быстрого преобразования влажной кофейной гущи в биологический уголь

Учёные из Корейского института наук о Земле и минеральных ресурсов разработали новую технологию, известную как плазма огненного разряда (FPP), которая позволяет за 90 секунд преобразовывать влажные кофейные отходы в высококачественный биоуголь, полностью исключая традиционные этапы сушки и удаления масла. Этот результат был опубликован в журнале «Химическая инженерия» и направлен на решение проблемы энергозатрат при преобразовании органических отходов с высоким содержанием воды.

Ежегодно в мире образуется более 10 миллионов тонн кофейных отходов, и их высокое содержание воды требует энергоёмкого предварительного этапа сушки, что делает экономически сложным процесс восстановления ресурсов. Технология FPP создаёт плазму огненного разряда температурой 800–900 °C путём сжигания сжиженного нефтяного газа и сжатия воздуха, позволяя обрабатывать биомассу с содержанием воды около 55 %. Технология использует «эффект попкорна»: быстрое испарение внутренней влаги создаёт накопление давления, вызывающее микроскопические взрывы, что не только усиливает процесс карбонизации, но и формирует высокопористую структуру, превращая воду в пар-катализатор.

При оптимизированных условиях полученный биоуголь имеет теплотворную способность до 29 мегаджоулей на килограмм, что на 33 % выше, чем у исходных кофейных отходов, и сопоставимо с бездымным углём. При этом соединения серы полностью удаляются, исключая выбросы оксидов серы при сжигании; удельная поверхность увеличивается с 1,5 квадратных метров на грамм до 115,4 квадратных метров на грамм, что открывает большие возможности для использования в качестве прекурсора активного угля или адсорбирующего материала. Эта технология открывает новые пути для быстрого и энергоэффективного преобразования органических отходов с высоким содержанием воды и может найти применение в производстве возобновляемого твёрдого топлива и экологически чистых углеродных материалов.