Учёные ДГТУ нашли применение миллионам тонн кофейных отходов

Инновационный способ переработки кофейных отходов для производства улучшенного бетона разработали российские учёные. В исследовании, опубликованном в журнале Recycling, специалисты Донского государственного технического университета совместно с международной командой представили технологию создания модифицирующей добавки из кофейной гущи.

Мировая кофейная индустрия ежегодно производит около семи миллионов тонн кофе, при этом количество отходов достигает 14 миллионов тонн. На каждый килограмм растворимого кофе приходится примерно два килограмма побочных продуктов производства, которые можно эффективно использовать в строительной отрасли.

Исследовательская группа разработала специальную методику переработки кофейной гущи. Поскольку прямое добавление органических материалов в бетон может ослабить его структуру, учёные подвергли отходы термической обработке при температуре 400 градусов Цельсия. После измельчения полученного материала образовался пористый биоуголь с высоким содержанием углерода.

Международный коллектив, включающий специалистов из России, Турции, Азербайджана и Ливана, провёл серию экспериментов по замещению части цемента биоуглем. Исследования показали, что оптимальное содержание добавки составляет около четырёх процентов от массы смеси. При таком соотношении достигаются наилучшие характеристики материала.

Заведующий кафедрой "Строительство уникальных зданий и сооружений" ДГТУ Сергей Стельмах отметил, что новый материал демонстрирует высокие физико-механические показатели и может применяться в различных строительных конструкциях. При содержании биоугля до восьми процентов частицы добавки способствуют уплотнению структуры бетона, повышая его прочность и однородность.

Микроскопический анализ показал равномерное распределение биоугля в бетонной смеси без образования ослабленных или перенасыщенных зон. Особую ценность разработка представляет для стран-производителей кофе, таких как Бразилия, Вьетнам, Колумбия и Индонезия.

Научная группа планирует продолжить исследования, сосредоточившись на изучении долговечности модифицированного бетона. В программу испытаний войдут тесты на морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость к циклическим изменениям влажности.