I fondi di caffè diventano un’alternativa ecologica al carbone antracite grazie a un innovativo reattore al plasma. Ecco come funziona lo studio coreano.
Un gruppo di ricercatori in Corea del Sud ha sviluppato un sistema in grado di trasformare i fondi di caffè umidi in materiale energetico in appena 90 secondi.
Lo studio, pubblicato su Chemical Engineering Journal, descrive nei dettagli il processo basato su un plasma ad alta temperatura grazie a cui è possibile ottenere una sostanza con caratteristiche simili a quelle del carbone ad alto rendimento.
Il dato cruciale di questo studio è la velocità della trasformazione del materiale di scarto che, in meno di due minuti, viene convertito in un combustibile utilizzabile. Questo approccio potrebbe aprire nuove strade nella gestione dei rifiuti e nella produzione di energia da biomassa, ossia da qualsiasi materiale di origine organica (animale o vegetale) che non abbia subito processi di fossilizzazione.
Cosa succede ai fondi del caffè?
Il sistema è stato sviluppato dal Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources e si basa su una tecnologia chiamata Flame Plasma Pyrolysis, un processo che utilizza fiamme di plasma generate da gas e aria compressa, con temperature comprese tra circa gli 800 e 900 gradi Celsius. In queste condizioni, i fondi del caffè bruciando si trasformano chimicamente. Il materiale così ottenuto, anche se ancora umido, può essere inserito direttamente nel reattore. In questo modo si evita la fase di essiccazione che normalmente rallenta molti processi di recupero della biomassa.
Come avviene la trasformazione in biocarbone energetico
Il prodotto così ottenuto viene definito biocarbone energetico, cioè un materiale solido ricco di carbonio ottenuto tramite la trasformazione rapida di rifiuti organici ad alte temperature. Dunque è una sorta di ‘carbone’ ricavato dagli scarti, ma prodotto in modo molto più veloce rispetto ai processi naturali che formano il carbone fossile.
Per quanto riguarda i fondi del caffè, esposti alle alte temperature del reattore perdono l’acqua contenuta al loro interno che viene vaporizzata. Questa trasformazione genera una pressione che rompe la struttura del materiale rendendolo più poroso e facilitando, di conseguenza, la carbonizzazione.
Quali sono le prestazioni energetiche?
Il biocarbone energetico ottenuto dai fondi del caffè si comporta in modo simile a un combustibile solido tradizionale. Il dato che ha maggiormente entusiasmato gli scienziati è il potere calorifico di questo materiale, cioè la quantità di energia che è in grado di liberare quando viene bruciato. Nel caso specifico, si parla di circa 29 MJ/kg, un valore che lo avvicina a combustibili di buona qualità.
Un altro elemento chiave è la trasformazione della struttura chimica; i fondi del caffè, infatti, prima della trasformazione contengono molta acqua e una quantità limitata di carbonio utile alla combustione.
Dopo il processo al plasma, la percentuale di carbonio fisso aumenta in modo significativo, passando da circa il 15% a oltre il 46%. Di conseguenza, aumenta la parte di materiale che diventa effettivamente utilizzabile come fonte di energia. Per via di queste caratteristiche, il risultato viene spesso paragonato al carbone antracite, noto per essere una delle forme di carbone più efficienti e pulite tra quelle naturali.
Può essere utilizzato nell’industria?
Come abbiamo visto, il trattamento al plasma rende il prodotto più poroso rispetto ai fondi del caffè originali. Questa particolarità espande la superficie interna del biocarbone, consentendogli di interagire maggiormente con l’ambiente circostante e di trattenere gas o sostanze chimiche con maggiore efficacia.
Per questo motivo, il biocarbone energetico potrebbe essere impiegato in numerosi settori industriali. Ad esempio, potrebbe essere utilizzato nella produzione di filtri per l’aria o l’acqua, o ancora, come materiale adsorbente, cioè in grado di catturare e trattenere impurità. Inoltre, in alcuni casi materiali con queste caratteristiche vengono anche trasformati in carbone attivo, da utilizzare in ambito industriale e ambientale. La scoperta del Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources può quindi aprire la strada a una gestione dei rifiuti più sostenibile riducendo al tempo stesso la dipendenza dal carbone.
