Njerëzit konsumojnë rreth 400 miliardë gota kafe çdo vit, duke lënë pas 18 milionë ton (19.8 milionë ton) grimcash të thata të kafës, një sasi që përafërsisht është e barabartë me peshën e tre Piramidave të Giza. Këto grimca, të cilat zakonisht përfundojnë në venddepozita të mbeturinave, kanë potencialin të shndërrohen në karburant. Megjithatë, përmbajtja e lartë e ujit përbën një sfidë të rëndësishme. Shkencëtarët në Institutin Koreano të Gjeoshkencave dhe Burimeve Minerale (KIGAM) kanë zhvilluar një teknikë për të transformuar grimcat e kafës, edhe kur janë ende të lagura, në një biokarburant me cilësi të lartë në vetëm 90 sekonda.
Teknologjia, e cila hulumtuesit e përshkruajnë si një teknologji e parë në botë e pirolizës me plazma (FPP), i ekspozon grimcave të lagura me flakë plazma shumë të ngrohta (800–900 °C, ose 1.472-1.652 °F) që e avullojnë shpejt lagështinë, duke krijuar një efekt që ngjan me “kokën tërdisur” dhe që transformon grimcat në një bio-qymyr me strukturë poroz.
Produkti i krijuar ka një performancë karburanti e krahasueshme me qymyrin e antracit, sipas hulumtuesve. Përveç eliminimit të fazës së parë të tharjes, e cila është e nevojshme në proceset e tjera, procesi i KIGAM përdor lagështinë në mënyrë avantazhoze, duke e transformuar atë në një agent aktivimi me avull që e përshpejton reaksionin dhe përmirëson cilësinë e produktit.
Potenciali i karburantit i grimcave të kafës së përdorur është gjithmonë e njohur. Megjithatë, përmbajtja e lartë e ujit ka qenë gjithmonë një pengesë për të i transformuar ato në karburant në mënyrë ekonomike. Sfida është procesi i konsumit të energjisë dhe i kohës për tharjen e grimcave përpara se ato të mund të përpunohen.
Metoda e hulumtuesve, e detajuar në revistën “Chemical Engineering”, e heq plotësisht procesin e tharjes, duke e kthyer lagështinë në një avantazh. Teknika e trajton grimcat e kafës që përmbajnë rreth 55% ujë, ende mjaft të lagura. Gjatë procesit, flaka e plazmës, e krijuar nga combustioni i gazit të naftës i lëshuar (LPG) dhe ajrit të kompresuar, e transformoi grimcat e lagura në bio-qymyr të thatë dhe poroz në 90 sekonda, me një ulje prej 83.3% në masë.
Bio-qymyri i krijuar demonstroi një vlerë të ngrohtësisë prej 29 MJ/kg, që do të thotë se djegia e 1 kg e karburantit do të ofrojë 29 MJ energjie termike. Për krahasim, druri ka një vlerë të ngrohtësisë prej 15–20 MJ/kg.
Përveç përmbajtjes së lartë të energjisë, bio-qymyri gjithashtu tregoi përmirësime të rëndësishme në cilësi dhe performancë mjedisore. Përmbajtja e karbonit të fiksuar u rrit pothuajse tre herë, duke u ngritur nga 15.6% në 46.2%, që do të thotë se një pjesë më e madhe e materialit transformohet në karbon të qëndrueshëm dhe me energji të lartë që digjet më eficient.
Procesi gjithashtu heqi plotësisht përbërësit e sulfurit, duke parandaluar emetimet e oksideve të sulfurit që kontribuojnë në shiun acid dhe ndotjen e ajrit. Ndërkohë, sipërfaqja e materialit u rrit nga vetëm 1.5 në 115.4 m²/g, duke i dhënë atij vetitë e ngjashme me ato të karbonit të aktivuar dhe duke hapur mundësitë për aplikime përtej karburantit, përfshirë pastrimin e ujit, filtrimin e ajrit dhe adsorpcionin industrial. Procesi i plazmës gjithashtu prodhoi shumë pak tym ose katran, duke ulur ndotësit e dëmshëm të dytësorë që zakonisht shoqërohen me konvertimin e biomases dhe duke e bërë teknologjinë një mënyrë më të pastër për të prodhuar karburant të fortë të rinovueshëm.
Shpejtësia është një pjesë e rëndësishme e procesit. Metodat e zakonshme për të transformuar biomasen në karburant të fortë, si piroliza hidrotermale dhe torrefaksioni, mund të zgjasin nga 30 minuta deri në gjashtë orë. Procesi i FPP i KIGAM e kryen këtë detyrë në 90 sekonda, duke e bërë atë deri në 240 herë më të shpejtë se metodat e zakonshme.
Hulumtuesit thonë gjithashtu se sistemi shmang një nga dobësitë e zakonshme të trajtimit bazuar në plazma. Në vend që të mbështetej në pajisje të plazmës që konsumojnë shumë energji, ai gjeneron plazmën përmes combustioni të LPG dhe ajrit të kompresuar, duke ulur kërkesat e energjisë ndërsa ofron ende nxehtësinë e ekstrem që nevojitet për konvertimin e shpejtë.
Avantazhi më i madh, megjithatë, mund të jetë se materiali i hyrës shkon i lagur, duke hequr fazën e tharjes mund të ulë si konsumin e energjisë ashtu edhe kostot. Kjo na çon në faktin se, ndërsa projekti u fokusua në grimcat e kafës, teknologjia mund të aplikohet në një gamë të gjerë të mbeturinave organike me përmbajtje të lartë uji, përfshirë mbeturinat ushqimore, rezidua bujqësorë dhe madje edhe baltë kanalizimi.
“Kjo teknologji prezanton një paradiγμα të ri ku mbeturinat nuk shihen më si një problem për shkarkim, por si një burim i vlefshëm i energjisë”, tha Dr. Taejun Park, autori kryesor i studimit. “Ne planifikojmë të zgjerojmë teknologjinë në lloje të ndryshme të mbeturinave organike me përmbajtje të lartë uji dhe të optimizojmë më tej procesin për komercializimin në shkallë industriale.”
Procesi është gjithashtu kompakt, duke lejuar përdorimin e tij në sistemet e konvertimit të mbeturinave në energji në vendin e prodhimit.
Burimi: KIGAM përmes EurekAlert
Burimi: newatlas.com
