Sistema converte borras de café úmidas em biocarvão energético em noventa segundos

Pesquisadores do Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources desenvolveram um sistema capaz de converter borras de café úmidas em biocarvão energético em apenas 90 segundos. A tecnologia, detalhada no Chemical Engineering Journal, utiliza plasma para transformar resíduos orgânicos em um material com desempenho similar ao carvão antracite, eliminando a necessidade de secagem prévia da biomassa.

O funcionamento da pirólise por plasma

O método, denominado Flame Plasma Pyrolysis, opera por meio de chamas de plasma geradas a partir de ar comprimido e combustão de gás licuado de petróleo. O sistema atinge temperaturas entre 799 °C e 899 °C, permitindo que o resíduo úmido seja processado diretamente no reator.

A eficiência do processo reside na gestão da umidade. Em vez de ser um obstáculo, a água presente nas partículas de café é convertida rapidamente em vapor, criando uma pressão interna que gera pequenas fissuras na estrutura do material. Esse fenômeno, comparado a um "efeito de balão", fragmenta a biomassa e abre poros, o que acelera a carbonização.

Ganhos de eficiência e desempenho energético

A velocidade de conversão representa um avanço significativo em relação a métodos tradicionais. Enquanto a torrefação costuma demandar 30 minutos ou mais e a carbonização hidrotermal pode levar de uma a seis horas, o novo sistema completa a tarefa em menos de dois minutos, sem exigir dispositivos de plasma de alto consumo energético.

O material resultante apresenta melhorias substanciais em suas propriedades químicas e energéticas:

• Poder calorífico: Atingiu 29,0 MJ/kg, superando em 33% a capacidade das borras não tratadas.
• Teor de carbono fixo: Saltou de 15,6% para 46,2%.
• Sustentabilidade: O processo removeu totalmente os compostos de enxofre, reduzindo a emissão de dióxido de enxofre na combustão, além de gerar menos alcatrão e fumaça que tratamentos convencionais.

Aplicações industriais e expansão

Devido ao aumento da área específica, o biocarvão produzido é altamente poroso, o que viabiliza seu uso em filtros, produção de carvão ativado e processos de adsorção industrial.

Embora o estudo tenha focado em resíduos de café, Taejun Park, autor principal da pesquisa, indica que a tecnologia pode ser expandida para outros materiais com alta umidade, como lodos de estações de tratamento de esgoto, restos agrícolas e resíduos alimentares, transformando o descarte orgânico em fontes de energia e carbono.