de.wedoany.com-Bericht: Forscher des Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM) haben kürzlich eine neuartige Flammen-Plasma-Pyrolysetechnik entwickelt, die feuchte Kaffeesatzrückstände mit einem Wassergehalt von etwa 55 % in nur 90 Sekunden direkt in Biokohle mit hohem Heizwert umwandeln kann. Diese innovative Methode umgeht den energieintensiven Trocknungsschritt bei der herkömmlichen Biomassebehandlung und bietet einen neuen Weg für die effiziente Nutzung von Kaffeesatzabfällen.
Die Technologie verwendet einen Atmosphärendruck-Plasmastrahl, der mit Flüssiggas betrieben wird, um den feuchten Kaffeesatz zu behandeln, ohne Vorbehandlung wie Vortrocknen oder Entölen. Unter optimalen Bedingungen erreichte das Verfahren eine Massenreduktion von 83,3 % und produzierte Biokohle mit einem Heizwert von 29,0 MJ/kg, vergleichbar mit Standard-Anthrazit und etwa 33 % höher als der des Rohmaterials. Der Gehalt an festem Kohlenstoff stieg von 15,6 % auf 46,2 %, während Schwefel vollständig entfernt wurde, was bedeutet, dass SOx-Emissionen beim Verbrennen vernachlässigbar sind.
Die Forscher führen die schnelle Porenbildung auf den „Popcorn-Effekt“ zurück: Ein intensiver Wärmestrom löst eine schlagartige Verdampfung des Wassers aus, wodurch ein interner Druck entsteht, der die Kohlenstoffmatrix expandieren und eine poröse Struktur bilden lässt. Nach 90 Sekunden Behandlung erreichte die spezifische Oberfläche 115,4 m²/g, deutlich höher als die 1,5 m²/g des unbehandelten Kaffeesatzes. Im Vergleich zur konventionellen Pyrolyse verkürzt sich die Verweilzeit des neuen Verfahrens um das 90- bis 120-fache. Der spezifische Energieverbrauch pro Kilogramm Biokohle beträgt etwa 154 MJ, was eine dezentrale Vor-Ort-Anwendung ermöglicht und den Transportaufwand für feuchte Abfälle verringert.
Weltweit werden jährlich über 10 Millionen Tonnen Kaffeesatzabfälle erzeugt, von denen der größte Teil deponiert oder verbrannt wird. Diese Flammen-Plasma-Pyrolysetechnik könnte eine effiziente Lösung für die Biokohleproduktion bieten und die stoffliche Nutzung von Kaffeesatzabfällen vorantreiben.
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