Dai fondi di caffè un combustibile in 90 secondi: il trucco è la pirolisi al plasma

Un gruppo del KIGAM, l'istituto coreano di geoscienze e risorse minerarie, ha messo a punto un processo che converte i fondi di caffè esausti ancora umidi in un biochar paragonabile all'antracite in 90 secondi, saltando del tutto la fase di pre-essiccazione che pesa sulle tecnologie concorrenti. Il metodo, battezzato Flame Plasma Pyrolysis (FPP), lavora direttamente biomassa con circa il 55% di umidità senza alcun trattamento preliminare, ed è descritto in uno studio pubblicato il 1 giugno 2026 sul Chemical Engineering Journal di Elsevier.

Il dato che rende interessante l'approccio è la velocità unita alla qualità del prodotto. Il biochar ottenuto ha un potere calorifico di 29,0 MJ/kg, circa il 33% in più rispetto ai fondi di caffè di partenza (21,8 MJ/kg) e vicino a quello dell'antracite. Il contenuto di carbonio fisso quasi triplica, passando dal 15,6% al 46,2%, mentre la massa complessiva si riduce dell'83,3%.

Come funziona: il plasma da combustione e l'effetto popcorn

Il sistema genera fiamme al plasma a circa 800-900 °C bruciando gas di petrolio liquefatto (GPL) e aria compressa, a pressione atmosferica. Il plasma nasce dalla combustione e non da dispositivi elettrici ad alta intensità, il che riduce il consumo energetico complessivo del trattamento.

Il meccanismo di carbonizzazione ribalta il problema dell'umidità trasformandola in alleata. Il calore intenso vaporizza rapidamente l'acqua intrappolata nelle particelle di biomassa, e la pressione che ne deriva innesca microesplosioni interne, il cosiddetto effetto popcorn. Queste microesplosioni aumentano la porosità del materiale e accelerano la carbonizzazione. Lo si misura sulla superficie specifica, che passa da 1,5 a 115,4 m²/g: un salto che rende il prodotto un possibile precursore di carbone attivo o materiale adsorbente, oltre che combustibile.

Confronto con le alternative e profilo ambientale

Sul fronte dei tempi il margine è ampio. La FPP risulta da 40 a 240 volte più rapida della carbonizzazione idrotermale, che richiede da una a sei ore, e oltre 20 volte più rapida della torrefazione, che ne chiede almeno trenta minuti.

Il processo elimina inoltre completamente i composti di zolfo, prevenendo le emissioni di ossidi di zolfo (SOx) durante la combustione del prodotto, e genera quantità minime di inquinanti secondari come fumo e catrame rispetto alle tecnologie convenzionali. Il design compatto e la rapidità di trattamento, secondo il comunicato dell'istituto sulla tecnologia FPP, la renderebbero adatta a impianti decentralizzati di valorizzazione energetica dei rifiuti direttamente sul posto.

Lo studio è firmato come autore principale dal Dr. Taejun Park del KIGAM, in collaborazione con GodTech Co., Ltd. La tecnologia è in linea di principio estendibile ad altri rifiuti organici ad alta umidità, dai residui alimentari ai fanghi di depurazione fino agli scarti agricoli. "Questa tecnologia introduce un nuovo paradigma in cui il rifiuto non è più visto come un problema di smaltimento ma come una risorsa energetica di valore", ha dichiarato Park. "Intendiamo estendere la tecnologia a vari tipi di rifiuti organici ad alta umidità e ottimizzare ulteriormente il processo in vista della commercializzazione su scala industriale". Il passaggio dalla scala di laboratorio a quella industriale resta da dimostrare. La quantità di fondi di caffè esausti nel mondo è di oltre 10 tonnellate annue.