Od odpadów do paliwa: nowa metoda pozwala w ciągu 90 sekund przekształcić zużytą mieloną kawę w wysokiej jakości paliwo

Globalne spożycie kawy generuje co najmniej 18 milionów ton zużytych fusów z kawy. Większość powstałych w ten sposób odpadów trafia na wysypiska śmieci lub jest spalana, co powoduje emisję gazów cieplarnianych i zanieczyszczenie środowiska. Chociaż zużyta mielona kawa ma duży potencjał jako źródło energii, jej wysoka zawartość wilgoci od dawna stanowi przeszkodę, ponieważ przetworzenie jej na paliwo lub produkty węglowe zazwyczaj wymaga energochłonnego wstępnego suszenia, co sprawia, że wykorzystanie tego źródła energii na dużą skalę jest ekonomicznie niewykonalne.

Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Nauk o Ziemi i Zasobów Mineralnych opracowali proces, który w zaledwie 90 sekund przekształca wilgotne, zużyte fusy z kawy w wysokiej jakości biowęgiel bez konieczności wcześniejszego suszenia lub ekstrakcji oleju. Proces ten zapewnia szybki i energooszczędny sposób przekształcania odpadów organicznych o dużej zawartości wilgoci w użyteczne paliwo oraz materiały węglowe. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „ ” w sekcji „Chemical Engineering Journal”.

W samym procesie wykorzystuje się pirolizę plazmową płomieniową (FPP), która pozwala przetwarzać biomasę o wilgotności około 55% bezpośrednio w plazmie pod ciśnieniem atmosferycznym, przy użyciu płomieni plazmowych o temperaturze około 800–900°C (1 472–1 652°F), wytwarzanych w wyniku spalania LPG i sprężonego powietrza, co eliminuje konieczność wstępnego suszenia. Intensywne ciepło powoduje szybkie odparowanie wilgoci znajdującej się wewnątrz cząstek biomasy, a wynikający z tego wzrost ciśnienia wywołuje mikroskopijne eksplozje typu „efekt popcornu”, które przyspieszają karbonizację i tworzą struktury o wysokiej porowatości, przekształcając wilgoć z przeszkody w czynnik aktywujący parę wodną, który przyspiesza reakcje i poprawia jakość produktu. W zoptymalizowanych warunkach całkowita konwersja następuje w zaledwie 90 sekund, przy redukcji masy wynoszącej 83,3%.

Powstały biowęgiel nadaje się zarówno jako odnawialne paliwo stałe, jak i jako wysokowartościowy materiał węglowy do zastosowań środowiskowych i przemysłowych. Ponadto proces FPP ma potencjał zastosowania w przypadku szerokiej gamy odpadów organicznych o wysokiej zawartości wilgoci, takich jak odpady spożywcze, osady ściekowe i pozostałości rolnicze. Jego kompaktowa konstrukcja i ultraszybki przebieg przetwarzania sprawiają, że proces ten szczególnie dobrze nadaje się do zdecentralizowanych, lokalnych instalacji przetwarzania odpadów na energię, gdzie działania związane z odzyskiem surowców są często utrudnione przez koszty transportu i suszenia.