In this paper, the carbon resources recycling of the overview of coffee waste generation in Vietnam. Since few years, there has been a significant research studies was done in the areas of coffee waste generation areas and also waste water generation from coffee production. The coffee residue (solid) and waste water (liquid) both are caused the underground water contamination and also soil contamination. These residues contain high organic matter and acid content leads to the severe threat to environment. In second stage of coffee production process, the major solid residue was generated. Various solid residues such as spent coffee grounds, defective coffee beans and coffee husks) pose several environmental concerns and specific problems associated with each type of residue. Due to the unlimited usage of coffee, the waste generation is high. At the same time, some researchers have been investigated the spent coffee wastes are the valuable sources for various valuable compounds. Biodiesel or biomass productions from coffee waste residues are the best available utilization method for preventing the landfill problems of coffee waste residues.
Ramakrishna, Chilakala;Thenepalli, Thriveni;Nam, Seong Young;Kim, Chunsik;Ahn, Ji Whan
에너지공학
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제27권1호
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pp.76-80
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2018
The objective of this research paper is to discuss the waste coffee residue disposal and its environmental effects on the environment. As we know, coffee is one of the most demand and swallowed beverages in the world, which leads to large quantities of solid waste. Which can be toxic and a lot of environmental problems occur. In developing countries, there is a lack of proper coffee waste residue management. The coffee beans and residues contain several organic compounds. The wastewater from coffee industry emitted several pollutants (highly concentrated) and it contaminates the soil, ground waters, aquatic life, and also human health. Hence it is essential to treat the coffee waste residues. Mean while, oyster shell waste and its disposal also a big environmental challenge in the coastal regions of southeast Korea. In this paper, we focused the treatment of coffee waste residue with oyster shell waste powder. Primarily, oyster shells are calcinated at higher temperatures and investigated the calcined CaO powder as an anti microbic agent to the bacteria presented in coffee waste residues. We successfully applied calcium oxide from oyster shell waste, as an antimicrobic agent.
The purpose of this study was to evaluate the optimum ratio of coffee waste to chocolate for the preparation and investigation of the sensory characteristics of coffee chocolates. Color values(L-value, redness, and yellowness), total flavonoids, radical scavenging activity, and sensory characteristics of coffee chocolates made with various concentrations of additives were measured. The coffee waste powders were added at weight percentages of 0, 1, 2, 3, and 4%. As the ratio of coffee powder to chocolate increased, total flavonoid content and radical scavenging activity increased. In sensory evaluation, significant differences(p<0.05) were shown in taste, bitterness, texture, and overall acceptability depending on the amount of coffee waste powder added. The optimal ratio for sensory acceptability of coffee chocolate was 2% added coffee waste powder.
Thenepalli, Thriveni;Ramakrishna, Chilakala;Ahn, Ji Whan
에너지공학
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제26권2호
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pp.39-49
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2017
Coffee is one of the most popular and consumed beverages in the world, which leads to a high contents of solid residue known as spent coffee grounds (SCG). As is known, coffee beans contain several classes of health related chemicals, including phenolic compounds, melanoidins, diterpenes, xanthines and carotenoids. The waste water coming out of coffee industries has high concentration of organic pollutants and is very harmful for surrounding water bodies, human health and aquatic life if discharged directly into the surface waters. Hence it is essential to treat and manage the coffee waste. Oyster shells are a waste product from mariculture that creates a major disposal problem in coastal regions of southeast Korea. In the study, the oyster shell waste was used to treat the coffee waste and its effluents. Oyster shells are calcined at $1000^{\circ}C$ for 2 h, and allowed to test the calcined CaO powder ability to inhibit the growth of bacteria in different aging coffee wastes. Calcined oyster shell powder showed anti-bacterial effect that inhibited cell growth of Escherichia coli and other bacterial forms. The antimicrobial activity of calcium oxide from oyster shell waste for biological treatment and utilization as a fertilizers with economic ecofriendly in nature.
Through a simple filtration process, followed by carbonization within a reductive environment, coffee waste grounds can be transformed into a non-porous hard carbon for use in multiple contexts. This resulting coffee-waste carbon has been evaluated as an eco-friendly and cost-effective replacement for conventional graphite. When compared with different types of carbon, our study found that the coffee-waste carbon fell into the category of hard carbon, as verified from the galvanostatic charge/discharge profiles. The coffee-waste carbon showed a superior rate capability when compared to that of graphite, while compromising smaller capacity at low C rates. During electrochemical reactions, it was also found that the coffee-waste carbon is well exposed to electrolytes, and its disordered characteristic is advantageous for ionic transport which leads to the low tortuosity of Li ions. Finally, the high irreversible capacity (low initial Coulombic efficiency) of the coffee-waste carbon, which if also often observed in amorphous carbon, can be adequately resolved through a solution-based prelithiation process, thereby proving that the coffee-waste carbon material is quite suitable for commercial use as an anode material for quickly-chargeable electrodes.
The coffee grounds generated during the coffee extraction process contain several resources, but the technology for their recycling has not been commercialized yet, causing various environmental problems. Due to the recent increase in coffee consumption worldwide, the amount of coffee grounds produced has been continuously increasing, reaching more than 750 million tons. In Korea, about 120,000 tons of coffee waste are annually generated; however, most of them are landfilled or incinerated. Although there is still a shortage of coffee waste recycling technologies compared to the amount of coffee grounds produced, various recycling approaches are being actuated in many countries including Korea. In this study, the generation of coffee grounds at home and abroad, the status of coffee grounds recycling, and the associated technology development trends were investigated. The coffee grounds recycling has been studied in the fields of energy, adsorbent, construction, agriculture, and bio-foods. Research is most active in the energy and biotechnology areas; in particular, since the oil in the coffee grounds is valuable as a feedstock for biomass energy, the technology related to energy recovery is currently under development worldwide. Removed because confusing and unnecessary.
본 연구는 커피 생산 폐기물인 커피박의 효율적인 처리 및 재자원화 방안의 일환으로 목분과 혼합하여 고체 바이오 연료인 펠릿을 제조하고자 수행하였다. 먼저 펠릿 제조에 사용된 커피박의 화학적 조성과 연료적 특성을 조사하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 조사하였다. 또한 다양한 조건에서 낙엽송 목분과 함께 펠릿을 제조한 후, 최적 펠릿 제조조건을 제시하였다. 커피박은 전섬유소, 단백질, 지방/오일로 구성되었으며, 0.7% 정도의 회분을 함유하고 있었다. 회분에 대한 정성분석 결과, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 순으로 조사되었다. 커피박의 용이한 건조 특성으로 인한 낮은 함수율과 높은 발열량 그리고 커피박/낙엽송 펠릿의 연료적 특성(함수율, 회분 함량, 겉보기밀도, 내구성)이 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿 품질기준의 1급을 상회하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 원소분석 결과, 커피박의 높은 질소 및 유황 함량으로 고등급의 펠릿 제조용 원료보다는 $NO_x$ 및 $SO_x$를 효과적으로 제거할 수 있는 포집장치를 보유한 열병합발전소용 펠릿 원료로 적당할 것으로 생각한다. 그러나 커피박 및 낙엽송을 이용하여 1급 기준을 만족하는 펠릿을 제조하기 위하여 91 wt%의 낙엽송 목분과 9 wt%의 커피박이 필요할 것으로 추산된다. 이 조건에서 제조한 펠릿의 질소함량은 0.298% 그리고 유황 함량은 0.03%로 1급 기준을 만족하며 나머지 펠릿의 품질 항목에서도 모두 1급 기준을 상회할 것으로 예상된다. 마지막으로 커피박과 낙엽송의 구매가 및 각 등급의 목재펠릿 수요에 따라 펠릿 내의 커피박과 낙엽송 목분 양을 적절히 조절하여 펠릿을 제조할 경우, 생산비용의 절감 외에 폐기물의 이용에 따른 재자원화와 쓰레기 감량을 통한 환경부담 완화에도 일조할 것으로 생각한다.
커피는 국내뿐만 아니라 전 세계인들에게 인기 있는 음료로서 그 소비는 점점 늘어나는 추세에 있다. 커피 소비 증가는 커피를 추출하고 발생되는 커피 찌꺼기 또한 증가하고 있으며, 다양한 분야로 재활용을 시도하고 있다. 그러나 이러한 재활용 방법들은 재활용 과정들이 복잡하고 전문적인 기술을 필요로 한다. 하지만 본 연구에서는 커피 찌꺼기, 한천분말, 가루풀을 적정 비율로 배합하여 시멘트 건축마감 재료로 활용하였다. 본 재활용 방법은 제조 방법이 간단하고 시멘트벽에서 방출되는 라돈을 1회 바름으로 2.5시간, 2회 바름으로 3.9시간을 지연시켜 실내 공기질을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한 커피 찌꺼기 혼합물을 바른 후 건조과정에서 발생하는 균열을 매우기 위하여 2회 바름으로서 미관적인 완성도와 벽면에서 커피 찌꺼기가 탈락되는 것을 방지할 수 있는 것으로 나타났다.
During the past few decades, significant increase in the consumption of coffee has led to rapid increase in the production of coffee waste in South Korea. Spent coffee waste is often treated as a general waste and is directly disposed without the necessary treatment. Spent Coffee Grounds (SCGs) can release several organic contaminants, including caffeine. In this study, leaching tests were conducted for SCGs and oxidative degradation of caffeine were also conducted. The tested SCGs contained approximately 4.4 mg caffeine per gram of coffee waste. Results from the leaching tests show that approximately 90% of the caffeine can be extracted at each step during sequential extraction. Advanced oxidation methods for the degradation of caffeine, such as $UV/H_2O_2$, photo-Fenton reaction, and $UV/O_3$, were tested. UV radiation has a limited effect on the degradation of caffeine. In particular, UV-A and UV-B radiations present in sunlight cause marginal degradation, thereby indicating that natural degradation of caffeine is minimal. However, $O_3$ can cause rapid degradation of caffeine, and the values of pseudo-first order rate constants were found to be ranging from $0.817min^{-1}$ to $1.506min^{-1}$ when the ozone generation rate was $37.1g/m^3$. Additionally, the degradation rate of caffeine is dependent on the wavelength of irradiation.
커피폐기물을 원료로 하여 염화아연으로 화학적 활성화시켜 커피활성탄 (activated coffee char)을 제조하였다. 이 연구는 roasting과정, 탄화과정, 활성화, 그리고 수세 및 건조의 공정으로 수행되었다. Roasting 과정은 $300{\sim}400^{\circ}C$에서 10분간 수행되었다. 탄화과정의 적절한 조건은 $650^{\circ}C$에서 1시간인 것으로 나타났다. 화학적 활성화에 있어서 가장 중요한 parameter는 활성화제와 coffee char의 화학비인 것을 알 수 있었다. $N_2$ gas를 이용하여 77K에서 제조된 커피활성탄의 BET 비표면적과 BJH 세공용적을 측정하였다. 염화아연에 의해 활성화되어 제조된 coffee char의 비표면적이 $1110{\sim}1580m^2/g$로 분석되었으며 세공용적은 $0.51{\sim}0.81cm^3/g$로 각각 분석되었다. SEM은 세공과 coffee char의 표면관찰에 이용되었다. 분석결과, 활성화 표면과 많은 세공이 형성되어 있는 것을 보였다. 커피폐기물을 이용한 activated coffee char의 제조가 성공적으로 수행되었으며, 이는 폐기물을 이용한 자원 개발의 가능성을 보여주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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