JPH069207A - コーヒー豆残渣を用いた活性炭の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コーヒー成分抽出後のコーヒー豆残渣を、そ
のまま、或はバインダーにより成形した後、非酸化性雰
囲気下、６００〜１１００℃で炭化し、次いで、水蒸気
賦活することを特徴とする。 【効果】 コーヒー豆残渣を有効利用でき、また、優れ
た吸着能を有する活性炭が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業廃棄物として処理
されているコーヒー豆残渣を炭素質材料として用いる活
性炭の製造法に関するものである。

【００２】

【従来の技術】従来、活性炭は、石炭，やし殻，木炭等
を炭素質材料とし、少量のアルミナ，塩化アルミニウ
ム，酸化銅等の粘結防止剤と共に、タール，ピッチを用
いて形成し、炭化，賦活する方法により製造されてい
る。

【０００２】一方、現在、コーヒー成分が抽出された後
のコーヒー豆残渣は、その有効な利用方法が無く、業者
が自治体より助成金をもらって、このコーヒー豆残渣を
鶏糞，ビール粕等と混ぜて発酵させ、有機肥料等にして
いるのが実状である。そこで、大量に産出される産業廃
棄物として処理されているコーヒー豆残渣の有効な利用
方法が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、
産業廃棄物であるコーヒー豆残渣を有効利用でき、ま
た、優れた吸着能を有する活性炭の製造法を提供するに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、コーヒー
成分抽出後のコーヒー豆残渣を、そのまま、或はバイン
ダーにより成形した後、非酸化性雰囲気下、６００〜１
１００℃で炭化し、次いで、水蒸気賦活することを特徴
とする活性炭の製造法によって達成される。

【０００５】本発明に用いられるコーヒー豆残渣は、焙
煎，粉砕したコーヒー豆から熱湯等で、コーヒー有効成
分を抽出した後の残渣である。通常、コーヒー豆は、抽
出に先立ち、１３０〜２００℃程度の温度で焙煎される
が、本発明に用いるコーヒー豆残渣は、その焙煎温度を
特に限定するものではない。

【０００６】本発明において、活性炭を製造するに際し
ては、上記コーヒー豆残渣は、そのまま用いても、バイ
ンダーにより成形して用いてもよい。コーヒー豆残渣を
そのまま用いる場合には、抽出後、湿潤状態にあるも
の、或は室内にて風乾したものを用いる。

【０００７】また、コーヒー豆残渣を、バインダーで成
形して用いる場合には、例えば、前述の残渣を室内にて
風乾するか、或は６０〜２００℃で乾燥したものを、
０．１〜１００μｍの微粉末に粉砕して用いる。

【０００８】コーヒー豆残渣粉末を粒状成形体に成形す
るために用いるバインダーとしては、タール，ピッチ，
フェノール樹脂，メラミン樹脂，ポリビニルアルコー
ル，メチルセルロース等の粘結剤が挙げられる。

【０００９】また、コーヒー豆残渣とバインダーとの混
合量は、コーヒー豆残渣粉末１００重量部に対して、上
記バインダー４０〜２５０重量部を用いることが好まし
い。また、バインダーの混合量は、コーヒー豆残渣粉末
１００重量部に対して、更に好ましくは５０〜２２０重
量部、最も好ましくは１１０〜１６０重量部である。

【００１０】上記コーヒー豆残渣粉末とバインダーと
は、そのまま混合しても、水，有機溶媒等の溶媒の存在
下で混合してもよい。この際、水，有機溶媒等は、例え
ば、コーヒー豆残渣粉末とバインダーとを混合する前に
バインダーに予め添加、混合した後、コーヒー豆残渣粉
末を添加してもよい。

【００１１】水，有機溶媒等の溶媒は、コーヒー豆残渣
粉末１００重量部に対して、好ましくは５〜３０重量
部、更に好ましくは８〜２０重量部添加する。

【００１２】上記コーヒー豆残渣粉末とバインダーと
は、通常、リボンミキサー，Ｖ型ミキサー，コーンミキ
サー，ニーダー等で混合される。次いで、単軸或は二軸
の湿式押し出し造粒機，バスケット・リューザー等の竪
型造粒機，半乾式ディスクペレッター等により粒状物に
成形される。特に、湿式の押し出し造粒機により造粒し
た粒状体は、粒子の強度が大きくて好ましい。

【００１３】また、コーヒー豆残渣粉末とバインダーと
を混合するとき、これらの原料の他に、例えば、澱粉ま
たはその誘導体か変性体等の添加物を、コーヒー豆残渣
粉末１００重量部に対して、好ましくは５〜５０重量
部、更に好ましくは１０〜４０重量部添加するとよい。
この添加物は、粒状成形体中の気孔形成剤として作用
し、後述する非酸化性雰囲気下での炭化時の熱分解によ
る気孔の形成に寄与する。

【００１４】添加物の具体例としては、例えば、馬鈴薯
澱粉，とうもろこし澱粉等の澱粉、酢酸澱粉，硫酸澱
粉，燐酸澱粉等のエステル化澱粉類，ヒドロキシアルキ
ル澱粉，カルボキシメチル澱粉等のエーテル化澱粉，硫
酸ジスターチ，グリセロールジスターチ等の架橋澱粉類
等の澱粉誘導体、あるいは酵素変性デキストリン等の澱
粉変性体等が挙げられる。

【００１５】この添加物は、コーヒー豆残渣粉末とバイ
ンダーとを混合する際に、粒体状で同時に混合しても、
または水に分散させた状態、もしくは温水でアルファー
化処理等の熱処理をした状態で同時に混合しても良い。

【００１６】上記コーヒー豆残渣そのまま、或は造粒に
より得られた粒状成形体より活性炭を得るには、これら
を非酸化性雰囲気下、６００〜１１００℃、好ましくは
８００〜９５０℃の温度領域で炭化した後、炭化物の賦
活収率が２０〜４５％となる範囲で水蒸気賦活を行う。

【００１７】この場合の非酸化性雰囲気とは、例えば、
窒素，アルゴン，ヘリウム等の不活性ガス雰囲気であ
る。また、炭化工程での最高処理温度に到達するまでの
昇温速度は、好ましくは５〜３００℃／ｈｒ、更に好ま
しくは２０〜１００℃／ｈｒである。また、賦活時の酸
化性雰囲気には、水蒸気の他に、空気，二酸化炭素ガス
等を用いてもよい。

【００１８】また、本発明においては、その特性を失わ
ない範囲で、作業性向上のため、例えば、エチレングリ
コール，ポリオキシエチレンアルキルエーテル，ポリオ
キシエチレン脂肪酸エステル，ポリカルボン酸アンモニ
ウム塩等の界面活性剤等を少量加えても良い。

【００１９】上記により製造された活性炭は、大なる比
表面積を持つと共に、ミクロ孔からマクロ孔に至るまで
幅広い範囲にわたって細孔が発達している。これはコー
ヒー豆粕炭の多孔性気質に由来するものである。したが
って、多成分の色素を満遍なく吸脱着できる活性炭が得
られる。

【００２０】また、比較的大きな細孔も十分発達してい
るため、熱水またはアルカリ液を用いて行う、いわゆ
る、薬液再生法も実用的に適用できる。すなわち、再生
のために活性炭を充填カラムから取り出す必要がなく、
能力の向上やコストの低減を計ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明は、食品分野の産
業廃棄物であるコーヒー豆残渣を有効利用し、一般活性
炭より極めて高いリグニン脱色率が得られるという優れ
た吸着能を有する活性炭が得られるものである。以下、
実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

【００２２】（実施例１）コーヒー成分抽出後、湿潤状
態にあるコーヒー豆残渣を、そのまま流動式炭化炉に投
入し、窒素気流下、昇温速度７０℃／ｈｒで９００℃ま
で昇温し、炭化させ、次いで、この温度で賦活収率３０
％程度となるように水蒸気賦活を行った。このようにし
て得られた粉状活性炭の性能を表１に示す。

【００２３】尚、リグニン脱色率は、活性炭０．１ｇに
０．１５％のリグニン溶液２０ｃｃを添加し、６０分間
振とう後の吸光度を測定して算出したものである。

【００２４】

【表１】

【００２５】（実施例２）コーヒー成分抽出後、湿潤状
態にあるコーヒー豆残渣を、１４０℃で２４時間乾燥
し、それを０．１〜１００μｍの微粒子に粉砕した。こ
のコーヒー豆残渣粉末１００重量部と、平均粒子形４０
０Åで３００〜４５０Åの間に９０％の粒度分布を持つ
カーボンオイル１１０重量部とを混合し、ニーダーを用
いて室温で約６０分間混和し、均一な混合物を得た。こ
れを二軸の湿式造粒機で造粒し、その後、８０℃で１０
分間乾燥し、粒状成形体を得た。この粒状成形体を窒素
気流下、昇温速度１００℃／ｈｒで９００℃まで昇温
し、炭化させ、次いで、この温度で６０分間水蒸気賦活
した。このようにして得られた粒状活性炭の性能を表２
に示す。

【００２６】尚、賦活硬度は、直径８ｍｍの鋼球１０個
と試料５０ｇを直径１インチ，長さ３００ｍｍのガス管
に入れ、２５回転／分で４０分間回転した後、４８メッ
シュの篩上の試料重量を百分率で示すマイクロストレン
グス法によるものである。

【００２７】

【表２】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コーヒー成分抽出後のコーヒー豆残渣
   を、そのまま、或はバインダーにより成形した後、非酸
   化性雰囲気下、６００〜１１００℃で炭化し、次いで、
   水蒸気賦活することを特徴とする活性炭の製造法。