02.04.2025

Ученые обнаружили удивительное практическое применение оставшейся во всем мире кофейной гуще

Исследователи из Австралии обнаружили, что можно производить бетон, который на 30 процентов прочнее, если перерабатывать и добавлять в смесь обугленную кофейную гущу.

Их умный рецепт может решить несколько проблем одновременно.

Каждый год в мире производится ошеломляющее количество кофейных отходов — 10 миллиардов килограммов (22 миллиарда фунтов). Большая часть из них оказывается на свалках.

«Утилизация органических отходов представляет собой экологическую проблему, поскольку она приводит к выбросам большого количества парниковых газов, включая метан и углекислый газ, которые способствуют изменению климата », — пояснил инженер Королевского королевского технологического университета Раджив Ройчанд, когда исследование было опубликовано в 2023 году.

В связи с бурно развивающимся строительным рынком во всем мире также постоянно растет спрос на ресурсоемкий бетон, что также создает ряд экологических проблем.

«Продолжающаяся добыча природного песка по всему миру (обычно из русел и берегов рек) для удовлетворения быстрорастущих потребностей строительной отрасли оказывает большое влияние на окружающую среду», — сказал инженер RMIT Цзе Ли.

«Существуют критические и долгосрочные проблемы в поддержании устойчивого снабжения песком из-за ограниченности ресурсов и воздействия добычи песка на окружающую среду. Благодаря подходу экономики замкнутого цикла мы могли бы не допустить попадания органических отходов на свалки, а также лучше сохранить наши природные ресурсы, такие как песок».

Органические продукты, такие как кофейная гуща, нельзя добавлять непосредственно в бетон, поскольку они пропускают химикаты, которые ослабляют прочность строительного материала. Поэтому, используя низкие уровни энергии, команда нагрела кофейные отходы до температуры более 350 °C , лишив их при этом кислорода.

Этот процесс называется пиролизом . Он разрушает органические молекулы, в результате чего получается пористый, богатый углеродом древесный уголь, называемый биоуглем , который может образовывать связи и тем самым встраиваться в цементную матрицу.

Ройчанд и его коллеги также пытались подвергнуть пиролизу кофейную гущу при температуре 500 °C, но полученные частицы биоугля оказались не такими прочными.

Исследователи предупредили, что им все еще нужно оценить долгосрочную прочность своего цементного продукта. Сейчас они работают над тестированием того, как гибридный кофе-цемент ведет себя в циклах замораживания/оттаивания, водопоглощения, истирания и многих других стрессовых факторов.

Команда также работает над созданием биоугля из других источников органических отходов, включая древесину, пищевые отходы и сельскохозяйственные отходы.

«Наши исследования находятся на ранней стадии, но эти захватывающие открытия предлагают инновационный способ значительно сократить количество органических отходов, отправляемых на свалку», — заявил инженер RMIT Шеннон Килмартин-Линч.

«Вдохновением для моего исследования, с точки зрения коренных народов, послужила забота о стране, обеспечение устойчивого жизненного цикла всех материалов и предотвращение попадания вещей на свалку для минимизации воздействия на окружающую среду».

Их исследование было опубликовано в журнале Journal of Cleaner Production .

Автор Тесса Кумундурос.