Viên than hiệu năng cao từ bã cà phê

Viên nén chất đốt từ bã cà phê và mùn cưa của nhóm sinh viên.

Viên nén mang hiệu năng bằng 120% so với viên nén gỗ và tro đốt giảm đến 90% so với than đá truyền thống là sản phẩm của nhóm sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội và Đại học Ngoại thương.

Trộn bã cà phê với mùn cưa làm viên than

Dự án Coffuel do Nguyễn Xuân Bảo, Trường Hóa và Khoa học Sự sống, Đại học Bách khoa Hà Nội cùng nhóm bạn: Phạm Minh Long Hải, Bùi Nguyễn Khánh Linh, Nguyễn Minh Anh, Đại học Ngoại thương thực hiện.

Nguyễn Xuân Bảo, sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm, trưởng nhóm kể, ý tưởng bắt đầu từ chuyến đi thực tế đến Đắk Lắk khi các thành viên trong nhóm có cơ hội trực tiếp chứng kiến quá trình trồng cà phê. “Em xúc động khi thấy những người nông dân tần tảo trồng cà phê, mong muốn giữ đất, giữ nghề. Em muốn một ngày những công sức của họ không bị lãng phí”. Tháng 2/2022, nhóm bắt đầu tìm kiếm giải pháp khai thác nguồn năng lượng từ bã cà phê.

Việt Nam là quốc gia sản xuất cà phê Robusta lớn nhất thế giới, đứng thứ 2 về sản lượng xuất khẩu (sau Brazil). Các sản phẩm liên quan đến cà phê rất gần gũi với người Việt Nam.

Sử dụng viên nén bằng bã cà phê giúp giảm thiểu tác hại xấu cho môi trường và chi phí bảo trì của lò hơi. Giải pháp này vừa tái chế những phụ phẩm công nghiệp, vừa đem đến nguồn nguyên liệu xanh cho cộng đồng và xã hội. Nguồn nhiên liệu đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng cao, mang tính bền vững và ổn định lâu dài.

Nhóm thu gom bã từ các nhà máy chế biến cà phê và mùn cưa từ xưởng sản xuất đồ gỗ. Bã cà phê được đem xử lý mùi, loại bỏ một phần tinh dầu thừa và các vụn không đạt chuẩn kích thước. Mùn cưa được sàng lọc để phù hợp về kích thước, độ sạch và độ ẩm. Nguyên liệu được đưa vào hệ thống sấy trục buồng quay công nghiệp để đưa về độ ẩm khoảng 8-10%.

Sau giai đoạn sấy là quá trình phối trộn tỷ lệ 50 - 55% bã cà phê, 42 - 44% mùn cưa, đem gia nhiệt để hỗn hợp giữ được độ ẩm phù hợp, tránh ẩm mốc. Nhiệt độ duy trì mức 75 - 80 độ nhằm làm chảy hợp chất tannin trong bã cà phê, kết hợp với hàm lượng cao lignin của mùn cưa sẽ hình thành chất kết dính tự nhiên.

Ở bước cuối, nguyên liệu sẽ qua quá trình ép áp suất lớn và ép viên với khuôn ép đầu ra. Áp lực ép được tinh chỉnh theo dạng viên nén công nghiệp hoặc viên nén sử dụng dân dụng.

Công nghệ xanh cho phát triển bền vững

Sinh viên Nguyễn Xuân Bảo chia sẻ, công nghệ xanh là tương lai của thế giới. Theo nghiên cứu từ Fortune Business Insights, thị trường công nghệ xanh và bền vững được định giá ở mức 13,76 tỷ USD vào năm 2022 và dự kiến tăng từ 16,5 tỷ USD vào năm 2023 đến 61,92 tỷ USD vào năm 2030, với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm kép lên tới 20,8% trong thời gian này.

“Không vĩ đại như tên lửa hay phần mềm AI biết làm thơ, nhưng chúng em tin đây là sản phẩm thế giới đang cần. Viên nén nhỏ tượng trưng cho thay đổi lớn, và khách hàng tin dùng những sản phẩm này cũng là những người hướng tới tương lai bền vững hơn”, Xuân Bảo tâm huyết cho biết.

Gỗ lấy từ rừng cây, ngay cả xăng sinh học cũng sử dụng nguồn lương thực sắn, ngô, lúa mỳ... Hãy để cây cối là máu thịt mẹ Trái đất, khoai sắn là nguồn lương thực cho những người nghèo đói. Hãy tận dụng những phụ phẩm này để tạo một tương lai bền vững hơn.

Theo nhóm nghiên cứu, Coffuel tiên phong trong việc chế tạo viên nén sinh khối từ bã cà phê. Sản phẩm không có đối thủ trực tiếp, nhưng gián tiếp cạnh tranh với viên nén gỗ, trấu,... Coffuel có 2 dòng sản phẩm chính: Nguyên liệu đốt cho doanh nghiệp sử dụng dây chuyền lò hơi được áp dụng rộng rãi trong các ngành hóa chất, thực phẩm, dệt may,... và sản phẩm nguyên liệu dân dụng. Hiện nay, nhóm sinh viên đã có những đơn hàng thử nghiệm đầu tiên.

PGS.TS Nguyễn Phong Điền, Phó Giám đốc Đại học Bách khoa Hà Nội, đánh giá cao ý tưởng, đưa ra các giải pháp có lợi cho cộng đồng. Đây cũng là hướng nghiên cứu triển vọng đưa sản phẩm thương mại hóa.

Vượt qua hơn 200 đề án, đội thi Coffuel - sản phẩm viên nén sinh khối bã cà phê đã xuất sắc giành ngôi vị Quán quân cuộc thi “Khởi nghiệp cùng Kawai” năm 2023.

Cuộc thi “Khởi nghiệp cùng Kawai” do câu lạc bộ Nhà doanh nghiệp tương lai - Đoàn trường Đại học Ngoại thương tổ chức, với sự tài trợ của Quỹ Học bổng Kawai Nhật Bản. Đại sứ quán Nhật Bản tại Việt Nam bảo trợ chương trình.

Nhật Phong