دانشمندان دستگاهی ابداع کردهاند که میتواند تفالههای خیس و باقیمانده قهوه را در کمتر از دو دقیقه به سوختی قدرتمند و مشابه زغالسنگ تبدیل کند. این نوآوری با حذف نیاز به خشککردن زبالهها یک تحول بزرگ در فرایند بازیافت ایجاد کرده است.
براساس گزارش Interesting Engineering، محققان در مؤسسه علوم زمین و منابع معدنی کره جنوبی (KIGAM) سیستمی پیشرفته طراحی کردهاند که تفالههای قهوه سرشار از رطوبت را در مدت زمان بسیار کوتاهی به زغال زیستی یا بیوچار تبدیل میکند.
دستگاه محققان از فرایندی با نام Flame Plasma Pyrolysis بهره میبرد که هیچ نیازی به دستگاههای خشککننده اولیه ندارد. این فرایند متکی بر شعلههای پلاسمایی قدرتمندی است که از طریق احتراق گاز مایع و هوای فشرده تولید میشوند و دمای آنها بین ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد بالا میرود.
گرمای شدید و ناگهانی این سیستم باعث میشود تا ساختار تفاله خیس در عرض فقط ۹۰ ثانیه کاملاً در هم بشکند و به یک ماده سوختی باارزش تبدیل شود. این دستاورد ارزشمند میتواند هزینههای گزاف دفع زباله را کاهش دهد.
تبدیل تفاله قهوه به زغال با فناوری محققان کرهای
وجود رطوبت بالا همیشه یکی از بزرگترین مسائل در مسیر تولید انرژی از زبالههای آلی به شمار میرفت. فناوریهای پیشین همیشه به یک مرحله مجزا برای خشککردن مواد نیاز داشتند که هزینهها و میزان مصرف انرژی را افزایش میداد.
بااینحال در سیستم پلاسمای جدید، آب محبوس در ذرات قهوه بهجای ایجاد مانع، موتور محرک اصلی فرایند است. با برخورد حرارت بالا به تفالهها، آب درون آنها سریعاً به بخار تبدیل میشود و فشار داخلی را درون ساختار ماده بالا میبرد. این فشار فزاینده انفجارهایی میکروسکوپی ایجاد میکند که دانشمندان آن را به «پاپکورن» تشبیه میکنند و باعث افزایش تخلخل و تسریع فرایند کربنسازی در ماده نهایی میشود.
محصول نهایی این فرایند دارای ارزش حرارتی ۲۹ مگاژولبرکیلوگرم است که نشان میدهد قدرت سوختن آن تقریباً ۳۳ درصد بیشتر از تفاله قهوه معمولی است. محققان تأیید کردهاند که این زغال زیستی عملکردی کاملاً مشابه با زغالسنگ آنتراسیت دارد و میتواند جایگزین مناسبی برای سوختهای فسیلی باشد. نکته بسیار مهم این است که فناوری پلاسما تمام ترکیبات گوگردی را نابود میکند و در نتیجه سوزاندن این زغال جدید هیچگونه گاز سمی دیاکسید گوگردی وارد هوا نخواهد کرد.
یافتههای این پژوهش در Chemical Engineering Journal منتشر شده است.
