تفاله قهوه معمولاً پس از دمکردن بهعنوان زباله دور ریخته میشود، اما پژوهشگران کره جنوبی نشان دادهاند که این پسماند مرطوب را میتوان بدون نیاز به خشککردن، در مدت بسیار کوتاهی به سوختی مشابه زغالسنگ تبدیل کرد. این روش میتواند یکی از اصلیترین مانعهای اقتصادی بازیافت تفاله قهوه را از میان بردارد.
فناوری جدید چگونه کار میکند؟
بر اساس پژوهشی که در نشریه Chemical Engineering Journal منتشر شده، دانشمندان کرهای توانستهاند تنها در ۹۰ ثانیه تفاله 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 تفاله تازه قهوه استفاده شد که حدود ۵۵ درصد وزن آن را آب تشکیل میداد. همین رطوبت بالا تاکنون استفاده مجدد از این پسماند را دشوار و پرهزینه کرده بود.
در روش جدید، بهجای خشککردن اولیه، تفالهها مستقیماً در معرض شعله پلاسما با دمایی بین ۱۴۷۰ تا ۱۶۵۰ درجه فارنهایت قرار گرفتند.
در این شرایط، آب درون ذرات بهسرعت به بخار تبدیل میشود. فشار داخلی بالا میرود و ذرات میترکند؛ پدیدهای که پژوهشگران آن را اثر پاپکورن توصیف کردهاند.
پس از تنها ۹۰ ثانیه، حدود ۸۳ درصد از جرم اولیه تفالهها از بین رفت. ماده باقیمانده بیوچاری متخلخل بود که چگالی انرژی آن حدود 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.
وقتی این ضایعات در محلهای دفن تجزیه میشوند، گاز متان آزاد میکنند؛ گازی که توان بالایی در به دام انداختن گرما در جو زمین دارد.
از آنجا که این فناوری مرحله خشککردن را حذف میکند، میتواند فرآوری پسماندهای زیستی را هم از نظر هزینه و هم از نظر مصرف انرژی و اثرات زیستمحیطی کارآمدتر کند.
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.
کاربردهای فراتر از سوخت
کاربرد این ماده فقط به تولید سوخت محدود نمیشود. ترکیدن ذرات بر اثر فشار بخار، منافذ بسیار ریزی در ساختار بیوچار ایجاد میکند و سطح داخلی آن را بهطور 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.
