محققان کره جنوبی تفالههای مرطوب قهوه را تنها در ۹۰ ثانیه به سوختی شبیه زغالسنگ تبدیل کردند.
با وجود اینکه قهوه یکی از پرمصرفترین نوشیدنیهای جهان به شمار میرود، تفالههایی که پس از دم کردن باقی میمانند معمولا بهعنوان زباله دور ریخته میشوند.
اکنون گروهی از پژوهشگران کره جنوبی اعلام کردهاند که میتوان این تفالههای خیس را بدون نیاز به خشک کردن، در مدت زمانی بسیار کوتاه به سوختی مشابه زغالسنگ تبدیل کرد. حذف مرحله خشکسازی میتواند یکی از مهمترین موانع اقتصادی بازیافت تفالههای قهوه را برطرف کند.
فناوری جدید چگونه کار میکند؟
#بر اساس نتایج پژوهشی که در نشریه Chemical Engineering Journal منتشر شده، دانشمندان کرهای موفق شدهاند تنها در ۹۰ ثانیه تفالههای قهوه را به سوخت تبدیل کنند.
پژوهشگران مؤسسه علوم زمین و منابع معدنی کره با استفاده از روشی موسوم به پیرولیز پلاسمای شعلهای، تفالههای مرطوب قهوه را در معرض حرارت بسیار بالا قرار دادند و از آن مادهای غنی از کربن به نام بیوچار تولید کردند.
در این تحقیق از تفالههای تازه قهوه استفاده شد که حدود ۵۵ درصد وزن آنها را آب تشکیل میداد. همین میزان رطوبت تاکنون استفاده مجدد از این پسماند را دشوار و پرهزینه کرده بود.
اما در فناوری جدید، به جای آنکه ابتدا تفالهها خشک شوند، آنها را مستقیما در معرض شعله پلاسما با دمایی بین ۱۴۷۰ تا ۱۶۵۰ درجه فارنهایت قرار دادند.
در این شرایط، آب موجود درون ذرات به سرعت به بخار تبدیل میشود. افزایش فشار داخلی باعث ترکیدن ذرات میشود؛ پدیدهای که پژوهشگران آن را اثر پاپکورن توصیف کردهاند.
پس از گذشت تنها ۹۰ ثانیه، حدود ۸۳ درصد از جرم اولیه تفالهها از بین رفت. ماده باقیمانده بیوچاری متخلخل بود که چگالی انرژی آن تقریبا یکسوم بیشتر از تفاله خام قهوه اندازهگیری شد و از نظر کیفیت در رده آنتراسیت، مرغوبترین نوع زغالسنگ، قرار گرفت.
چرا این موضوع اهمیت دارد؟
#هر سال در سراسر جهان میلیاردها تن تفاله مصرفشده قهوه دور ریخته میشود و بخش زیادی از این پسماندها سر از محلهای دفن زباله یا زبالهسوزها درمیآورند.
زمانی که این ضایعات قهوه در محلهای دفن تجزیه میشوند، گاز متان آزاد میکنند؛ گازی که نقش بسیار قدرتمندی در به دام انداختن گرما در جو زمین دارد.
از آنجا که این فناوری جدید مرحله خشک کردن را حذف میکند، میتواند فرآوری پسماندهای زیستی را هم از نظر هزینه مقرونبهصرفهتر و هم از نظر مصرف انرژی و اثرات زیستمحیطی کارآمدتر سازد.
علاوه بر این، تجهیزات مورد استفاده در این روش ابعاد کوچکی دارند و میتوان آنها را در نزدیکی مراکزی که پسماند قهوه تولید میشود مستقر کرد. این موضوع هزینههای حملونقل و فرآوری را نیز کاهش میدهد.
بیشتر بخوانید:
- تولید اسپرسو با امواج فراصوت انقلابی در صنعت قهوه
- چای یا قهوه؟ انتخابی که میتواند بر خطر پوکی استخوان تأثیر بگذارد
- استفاده از تفاله قهوه برای عایقکردن دیوارها!
کاربرد این ماده تنها به تولید سوخت محدود نمیشود. ترکیدن ذرات بر اثر فشار بخار، منافذ بسیار ریزی در ساختار بیوچار ایجاد میکند و سطح داخلی آن را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. به همین دلیل، این ماده میتواند در سامانههای تصفیه آب یا تجهیزات پاکسازی هوا، مشابه کربن فعال، مورد استفاده قرار گیرد.
پژوهشگران مسئول این پروژه در توضیح اهمیت دستاورد خود اعلام کردند که روش پیشنهادی پیرولیز پلاسمای شعلهای، راهکاری پایدار و کممصرف از نظر انرژی برای بهرهبرداری ارزشمند از پسماندهای آلی با رطوبت بالا ارائه میدهد و میتواند موانع اقتصادی و فنی مرتبط با روشهای متکی بر خشکسازی را به شکل مؤثری برطرف کند.
