PL243978B1

PL243978B1 - Sposób zagospodarowania łusek ziaren kawy

Info

Publication number: PL243978B1
Application number: PL437903A
Authority: PL
Inventors: Katarzyna Wilpiszewska; Dorota Skowrońska; Krzysztof Kowalczyk
Original assignee: Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2023-11-13
Also published as: PL437903A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób zagospodarowania łusek ziaren kawy, który charakteryzuje się tym, że łuski ziaren kawy poddaje się prasowaniu z siłą nacisku w zakresie 2-120 kN, w temperaturze 50 - 250°C, w czasie co najmniej 5 minut. Następnie tak otrzymaną płytę, po ochłodzeniu, tnie się na paski otrzymując podpałkę do rozpalania. Korzystnie, przed prasowaniem do łusek ziaren kawy dodaje się, w ilości od 10 do 50% masy podpałki, spoiwo hydrofobowe. Jako spoiwo hydrofobowe stosuje się węglowodory nasycone zawierające 14 - 18 atomów węgla w łańcuchu, takie jak stearyna i lub parafina i lub wosk sojowy i/lub wosk palmowy i lub wosk pszczeli.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zagospodarowania łusek ziaren kawy, stanowiących odpad przy produkcji kawy (prażeniu ziaren).

Kawa jest jednym z najistotniejszych produktów rolnych. Przemysł kawowy generuje szereg materiałów odpadowych, do których należą łuski otaczające ziarna kawy - usuwane po prażeniu ziaren kawy, dla których poszukuje się praktycznego wykorzystania.

Znaczna część literatury patentowej dotyczy zagospodarowania odpadów kawowych w postaci zmielonych ziaren poddanych zaparzaniu (fusy). W koreańskim opisie patentowym KR20180133178 opisano metodę otrzymywania granulatu (peletu) na bazie wysuszonych fusów kawy i żywicy termoplastycznej. Zastosowano parafinę w ilości 1-10 części wagowych w celu wydajniejszego mieszania układu. Wykorzystanie fusów kawy jako składnika granulatu opałowego opisano również w opisie patentowym KR101579115. Poza fusami kawy stosowano dodatkowo trociny, węgiel drzewny i parafinę (jako składnik ułatwiający formowanie finalnego produktu). Zaproponowany materiał mógłby zastąpić tradycyjny granulat opałowy na bazie drewna. W dokumencie patentowym KR20180060192 przedstawiono metodę na zagospodarowanie fusów kawy jako materiału opałowego do kominków. Odpadowe fusy po wysuszeniu (85-98% wag.) mieszano z parafiną (3-10% wag.) i zmielonymi ziarnami kawy, a następnie prasowano pod ciśnieniem. Otrzymano produkt o kształcie wydłużonego pręta. Znane jest z polskiego zgłoszenia patentowego P.431556 zastosowanie kawy, zwłaszcza jej łusek, jako nawozu organicznego, w formie proszku lub w formie granulowanej, głównie w postaci peletów, do nawożenia roślin uprawnych.

Problemem technicznym jaki rozwiązuje sposób będący przedmiotem wynalazku jest zagospodarowanie łusek ziaren kawy, usuwanych po prażeniu ziaren kawy i stanowiących materiał odpadowy wymagający zagospodarowania.

W literaturze patentowej brak jest doniesień na temat wykorzystania łusek ziaren kawy do otrzymania materiału ułatwiającego rozniecenie ognia w postaci podpałki do rozpalania.

Sposób zagospodarowania łusek ziaren kawy, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że łuski ziaren kawy poddaje się prasowaniu z siłą nacisku w zakresie 2-120 kN, w temperaturze 50-250°C, w czasie co najmniej 5 minut. Następnie tak otrzymaną płytę, po ochłodzeniu, tnie się na paski otrzymując podpałkę do rozpalania. Korzystnie, przed prasowaniem do łusek ziaren kawy dodaje się, w ilości od 10 do 50% masy podpałki, spoiwo hydrofobowe. Jako spoiwo hydrofobowe stosuje się węglowodory nasycone zawierające 14-18 atomów węgla w łańcuchu, takie jak stearyna i/lub parafina i/lub wosk sojowy i/lub wosk palmowy i/lub wosk pszczeli.

Sposób zagospodarowania łusek ziaren kawy do otrzymywania podpałki ma szereg zalet. Pod względem chemicznym łuski kawy zawierają znaczą ilość celulozy, hemicelulozy i ligniny - stanowić mogą więc istotny surowiec energetyczny. Sposób pozwala wykorzystać surowiec odpadowy uzyskany bezpośrednio po procesie prażenia ziaren kawowych. Sposób nie wymaga wstępnego suszenia surowca, który ze względu na hydrofobowy charakter nie ulega łatwo zawilgoceniu (jak np. drewno) co mogłoby skutkować trudnościami z roznieceniem ognia i dymieniem. Podpałki otrzymane sposobem według wynalazku cechują się dobrymi właściwościami mechanicznymi, trwałością, niską wilgotnością i łatwością palenia. Mogą znaleźć zastosowanie do kontrolowanego rozniecania ognia, np. w kominku, ognisku, rożnach ogrodowych.

Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania.

Przykład 1

Łuski z palonych ziaren kawy prasowano przez 5 minut, w temperaturze 140°C z siłą nacisku 120 kN. Otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Szybkość palenia określono za pomocą znormalizowanej metody badania płomieniem probierczym o mocy 50 W przy pionowym ustawieniu próbki. Wyniki pomiaru przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 2

Do naczynia wprowadzano 90 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 10 g parafiny. Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 140°C z siłą nacisku 5 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 3

Do naczynia wprowadzano 70 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 30 g parafiny. Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez minut, w temperaturze 150°C z siłą nacisku 120 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 4

Do naczynia wprowadzano 70 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 30 g stearyny. Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 120°C z siłą nacisku 90 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 5

Do naczynia wprowadzano 90 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 10 g stearyny. Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 150°C z siłą nacisku 100 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 6

Do naczynia wprowadzano 80 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 20 g wosku sojowego (utwardzonego oleju sojowego). Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut w temperaturze 50°C z siłą nacisku 75 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 7

Do naczynia wprowadzano 50 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 50 g wosku pszczelego. Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 70°C z siłą nacisku 5 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 8

Do naczynia wprowadzano 50 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 50 g wosku palmowego. Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 70°C z siłą nacisku 120 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 9

Do naczynia wprowadzano 50 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 50 g mieszaniny stearyny i parafiny (20/80 m/m.). Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 70°C z siłą nacisku 120 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 10

Do naczynia wprowadzano 50 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 50 g mieszaniny wosku sojowego i parafiny (50/50 m/m). Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 70°C z siłą nacisku 100 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

Przykład 11

Do naczynia wprowadzano 70 g łuski z palonych ziaren kawy oraz 30 g mieszan iny wosku palmowego i pszczelego (40/60 m/m). Układ mieszano w temperaturze pokojowej do uzyskania jednorodnego układu. Mieszaninę następnie prasowano przez 5 minut, w temperaturze 70°C z siłą nacisku 100 kN. Tak otrzymaną płytę (grubość 3 mm) pocięto na paski o szerokości 15 mm i długości 150 mm do badania szybkości palenia. Wyniki pomiaru, wykonanego analogicznie jak w przykładzie 1, przedstawiono w tabeli 1.

PL 243978 BI

Tabela 1

Przykład	Szybkość palenia [mm/sek.]
1	0,20
2	0,28
3	0,32
4	0,68
5	0,52
6	0,35
7	0,45
8	0,29
9	0,51
10	0,46
11	0,38

Claims

1. Sposób zagospodarowania łusek ziaren kawy, znamienny tym, że łuski ziaren kawy poddaje się prasowaniu z siłą nacisku 5-120 kN, w temperaturze 50-250°C, w czasie co najmniej 5 minut, następnie tak otrzymaną płytę tnie się na paski otrzymując podpałkę do rozpalania.

2. Sposób zagospodarowania według zastrz. 1, znamienny tym, że przed prasowaniem do łusek ziaren kawy dodaje się, w ilości od 10 do 50% masy podpałki, spoiwo hydrofobowe w postaci węglowodorów zawierających 14-18 atomów węgla w łańcuchu.

3. Sposób zagospodarowania według zastrz. 2, znamienny tym, że jako węglowodory stosuje się stearynę i/lub parafinę i/lub wosk sojowy i/lub wosk palmowy i/lub wosk pszczeli.