濡れたままのコーヒーかすを乾燥させずに90秒で高品質な燃料に変換する技術が、韓国の研究チームによって開発された。従来の工程に比べて処理時間を最大で240倍短縮したことがポイントであり、世界初となる。
韓国地質資源研究院(KIGAM)資源活用研究本部のパク・テジュン博士の研究チームは20日、ゴッドテック(GODTECH)と共同で、水分55%のコーヒーかすを別途の乾燥・脱脂工程なしで90秒で高品質バイオ炭(Biochar)に変換する「火炎プラズマ熱分解(Flame Plasma Pyrolysis・FPP)」技術を開発したと明らかにした。
バイオ炭とは、有機物を酸素のない環境で熱分解して作られる固体炭素物質で、燃料や吸着素材などに利用されている。
この技術はLPGと圧縮空気を燃焼させ、約800〜900℃の炎プラズマを生成し、それを高水分バイオマスに直接照射する方式である。プラズマの超高温エネルギーが内部の水分を瞬時に蒸発させ、粒子内部で微細な爆発が起こる、いわゆる「ポップコーン効果」である。この過程で水分が単なる除去対象ではなく、炭化反応を促進する水蒸気活性化剤として作用する点が、従来技術との違いである。
実験結果の数値も注目される。90秒処理条件下で、△発熱量は原料(21.8MJ/kg)に比べ約33%向上した29.0MJ/kgとなり、一般的な無煙炭と同等のレベルを達成した。△固定炭素含有量は約3倍(15.6%→46.2%)に増加し、△硫黄成分は完全に除去され、燃焼時に硫黄酸化物(SOx)が発生しなくなる。△比表面積も115.4㎡/gまで上昇し、活性炭前駆体や吸着素材としてのさらなる活用可能性も確認された。
ただし、商用化までには追加の検証が必要である。現在の研究はコーヒーかすに焦点が当てられており、食品廃棄物やスラッジなど多様な高水分有機性廃棄物への適用範囲拡大と工程最適化が課題として残っている。
一方、今回の研究成果は、化学工学分野の国際学術誌「Chemical Engineer Journal」に掲載された。
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