Кофейная шелуха стала целлюлозой: ультразвук дал 92% чистоты

Учёные из Аддис-Абебинского университета науки и технологий (Эфиопия) нашли способ превращать кофейную пергаментную оболочку — отход, который обычно просто сжигают, — в высококачественную целлюлозу. Секрет метода в ультразвуке: готовый материал получился на 92% чистой целлюлозой, тогда как традиционные технологии дают лишь 83,3%.

Что такое пергамент и почему он проблема

Пергаментная оболочка — это защитный слой вокруг зелёного кофейного зерна. Её снимают при обработке урожая, и миллионы тонн этого материала ежегодно отправляются в мусор или, что ещё хуже, сжигаются фермеры, пытаясь хотя бы так от него избавиться.

Между тем пергамент богат целлюлозой — органическим полимером, который нужен промышленности буквально везде: для производства бумаги и картона, биопластика, натуральных тканей, а также продуктов в пищевой, косметической и фармацевтической отраслях. Материал востребованный, а вот источник до сих пор считался непригодным.

Как работает ультразвук

Сначала оболочку обрабатывают щелочным раствором, а затем «бомбардируют» высокоинтенсивным ультразвуком. Звуковые волны создают кавитацию — микропузырьки, которые мгновенно возникают, расширяются и схлопываются, буквально разрушая структуру материала. Благодаря этому химикаты проникают глубоко внутрь.

Главная сложность всегда была в лигнине — ароматном полимере, который служит для целлюлозы своеобразным щитом и до сих пор упорно не хотел от неё отделяться. Ультразвук решает и эту задачу: после обработки сырьё проходит двухэтапную процедуру отбеливания, убирающую остатки лигнина.

Цифры: было и стало

Результаты говорят сами за себя:

• 92% чистой целлюлозы против 83,3% у традиционных методов;
• 93% лигнина удалено против 72,5% при обычной обработке;
• более высокая термическая и коллоидная стабильность материала.

Последний пункт особенно важен на практике: стабильность означает, что из новой целлюлозы можно делать «однородные плёнки, покрытия и композитные материалы» — именно так оценивают её авторы исследования.

Что дальше

Есть и честная оговорка: процесс пока требует много энергии и химикатов, что может помешать его масштабированию. Но сама идея выглядит многообещающе — из отхода получается востребованный биоматериал, а для фермеров это потенциально новый источник дохода.

Для любителя кофе это означает, что ваша чашка может стать чуть экологичнее: вместо дымящейся кучи сожжённой оболочки — бумага, биопластик или косметика. А для кофейной отрасли — ещё один аргумент в пользу того, что в кофейном зерне нет ничего лишнего)