Кавова гуща та система полум’яної плазми за атмосферного тиску для виробництва палива. Фото: Unsplash / National Research Council of Science & Technology (NST) / Interesting Engineering
Вчені Південної Кореї продемонстрували новий плазмовий процес, який перетворює вологі кавові відходи на високоефективне біовугілля без попереднього сушіння. Технологія здатна вирішити одну з найбільших проблем у переробці біомаси, водночас створюючи цінне джерело відновлюваного палива.
Звичайна кава як паливо
Щороку люди по всьому світу споживають величезну кількість кави, залишаючи після себе понад 10 мільйонів тонн використаної кавової гущі. Більша частина цих відходів потрапляє на звалища або спалюється, сприяючи викидам парникових газів.
“При цьому кавова гуща містить значну кількість енергії — проблема в тому, що вона дуже волога, що робить її переробку складною та дорогою. Перед перетворенням на паливо гущу зазвичай доводиться сушити, а це потребує багато часу й енергії”, — пише Interesting Engineering.
Розроблена дослідниками Корейського інституту геонаук і мінеральних ресурсів (KIGAM) у співпраці з компанією GodTech Co., Ltd., система перетворює “кавову гущу” на вуглецево насичене біовугілля менш ніж за дві хвилини. Дослідження під керівництвом доктора Тэджуна Пака опубліковане в журналі Chemical Engineering Journal.
Система полум’яної плазми за атмосферного тиску. Фото: Chemical Engineering Journal / TechXplore
Суть процесу
Для подолання проблеми вологості команда KIGAM розробила метод Flame Plasma Pyrolysis (FPP), який безпосередньо обробляє біомасу з вмістом вологи близько 55% за умов атмосферного тиску. Система генерує плазмові полум’я температурою близько 800–900°C за рахунок спалювання зрідженого нафтового газу та стисненого повітря — без будь-якого попереднього сушіння.
“У процесі обробки інтенсивне тепло стрімко перетворює вологу всередині частинок на пару. Це створює тиск, що викликає мікроскопічні вибухи всередині матеріалу. Ми описуємо цей процес як “ефект попкорну.” Замість того щоб заважати, волога фактично покращує реакцію, формуючи високопористу вуглецеву структуру”, — кажуть вчені.
За оптимальних умов система досягає повного перетворення за 90 секунд. Отриманий біовугілля має теплотворну здатність 29,0 МДж/кг — приблизно на 33% вище, ніж у необробленій кавовій гущі, що відповідає рівню антрацитового вугілля. При оптимальному часі обробки в 90 секунд процес досягає зменшення маси на 83,3%.
“Дослідники розраховують питоме енергоспоживання близько 154 МДж/кг біовугілля та зазначають, що компактна система підходить для децентралізованого розгортання безпосередньо на місці — що усуває логістичні складнощі транспортування вологих відходів”, — зазначає видання Bioenergy Insight.
Фото: BioEnergy News
Що далі?
Порівняно з гідротермальним вуглефікуванням (HTC), яке зазвичай потребує від однієї до шести годин, процес FPP є у 40–240 разів швидшим. Він також скорочує час обробки більш ніж у 20 разів порівняно з торефакцією, яка зазвичай займає щонайменше 30 хвилин.
“Оскільки система використовує плазму на основі горіння, а не енергоємні електричні плазмові пристрої, вона знижує загальне енергоспоживання при збереженні високої продуктивності”, — підсумовує Tech Xplore.
Отримане біовугілля придатний не лише як відновлюване тверде паливо, а й як високоякісний вуглецевий матеріал для екологічних та промислових застосувань.
Хочеш знати більше, ніж ChatGPT 5? Підписуйся на ITC.ua у TelegramПІДПИСАТИСЯ
СпецпроєктиСтрілянина в Канзас-Сіті під час матчу ЧС-2026: що сталось і як місто відповілоВід невеликого стартапу до глобального гравця. Як WhiteBIT будує фінтех-бізнес з українським корінням
