最近在一篇文章发表在开放获取期刊亚博网站下载用过的咖啡渣的,研究人员讨论了效用作为替代燃料和潜在的土壤改良剂。
研究:使用了咖啡地面作为替代燃料和土壤改良剂。图片来源:也不加/ Shutterstock.com
背景
今天,咖啡是最受欢迎的饮料和第二大交易商品背后的汽油。6个半吨的花咖啡渣(SCG)每年全球生产1吨绿色咖啡。SCG也是一个可能的来源生产生物柴油、燃料芯块,商业锅炉的燃料。
干燥使它简单的SCG转换成高价值的燃料产品。一个明智的废物管理战略在对抗气候变化和温室气体减排从生物质原料是生物炭的创造。为SCG的全球产量不断上升,潜在的使用生成的剩菜生产高附加值的化学品或燃料使用热解结果在一个吸引人的和困难的解决方案。
咖啡直接和最终的分析。图片来源:Jeniček L et al .,材料亚博网站下载
生物质干燥可以使用可持续燃料煤炭电力不需要新设备。app亚博体育尽管SCGs较小比化石燃料能源潜力,他们有一个更高的能量比其他微生物。绝大多数研究发现,添加生物炭提高土壤肥力,增加农业产量,降低温室气体排放,并构建土壤碳储量。
然而,像原料热解参数类型和温度影响生物炭的化学和物理性质。为了安全起见,生物炭土壤中使用应用程序需要满足特定的需求。SCG和干燥的研究一直得到广泛的研究,但迄今为止,还没有研究结合深入检查SCG焙各种热量水平作为燃料和土壤改良剂。
关于这项研究
在这项研究中,作者受到终极烤花了咖啡渣,直接,stochiometric考试。物质的高碳含量超过50%,高热值的20多个MJ公斤1被用于制造用过的咖啡渣。通过干燥增强材料的特点,提高其热值32 MJ公斤1。水芹测试被用来确定水提物的药害。
团队证明,样品没有折磨和被加热到250°C是最危险的。由于剩下的单宁、咖啡因和硫释放样品加热到250°C,水芹种子的萌发是负面影响。所有的检验样本,样本加热到350°C表现最好的。发芽指数大于50%,样品加热到350°C可以应用到土壤和利用作为替代燃料的低热值与化石燃料。
质量流量的燃料送入燃烧室的燃烧热功率(千瓦)。图片来源:Jeniček L et al .,材料亚博网站下载
研究人员评估的可用性SCG及其生物炭作为替代直接燃烧或作为土壤改良剂模仿其他材料的可燃性和萌发特性。亚博网站下载每个样本有一个初步和最终分析的测量水和灰分含量,燃烧热量,和元素组成。热重分析仪是用于计算的水分和灰分。使用一个isoperibolic量热器,燃烧热被检测到。这种物质被放置在不锈钢杯,棉线是用于点火。0.1 g样品每个样品在氧气燃烧在950°C得到C, H和N值。
观察
控制相比,SCG350样本的发芽指数内容增加了11%。相比,生物炭在250°C的温度,生产生物炭,是在更高的温度在350 - 550°C的范围有更少的植物性毒素的效果。所有的材料检查,SCG350显亚博网站下载示低热值最高,MJ 32公斤1,没有水分的礼物。SCG0样品最低净热值,乔丹21公斤1,没有水分。热值增加从19.74 MJ公斤1SCG0 31.26 MJ公斤1SCG350。火山灰命题从1.59%增加wt SCG0 SCG550 wt为6.95%。氮的份额从2.21%增加wt. SCG0 SCG450 wt. 4.41%。
用过的咖啡渣的特点展示材料的潜力作为生物燃料,平均净热值MJ 20公斤,这是与其他的生物燃料的热值。生物炭的净热值由用过的咖啡渣和烤60分钟350°C增加到32 MJ公斤1。在这个级别,煤炭收购23-28 MJ公斤1在低热值,使它甚至相当于化石燃料。
根据危害植物的毒性测试的结果,non-torrefied和250°C-torrefied SCG样本有毒,不应该被用作土壤改良剂。较高的热处理温度下降几个天然化合物,可以防止种子发芽。加热到350°C的样本可以用来改善土壤。危害植物的毒性测试表现出最好的萌发的价值观。
危害植物的毒性效应的SCG水提取物Lepidium萌发的一种l . 48 h后种子。数据表示为五个独立的生物分析的手段(5复制每个浓度(每生物测定水提取物))±SE。不同字母(模拟)表示差异显著治疗效果相比,控制(方差分析,图基测试,p < 0.05)。图片来源:Jeniček L et al .,材料亚博网站下载
结论
总之,本研究探讨了用过的咖啡渣的特性近似的结果,最终,stochiometric分析。唯一的变化,可以量化的灰分含量,这是比早些时候报道值20%左右。
作者提到,需要进一步的研究来确定是否用过的咖啡渣可以作为一个煤炭添加剂或煤炭替代燃煤电厂无需任何修改。
引用
Jeniček, L。,Tunklova B。Malaťak, J。咖啡,等。利用了地面作为替代燃料和土壤改良剂。亚博网站下载材料,15 (19),6722 (2022)。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/19/6722
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