커피 찌꺼기로 '신재생 원유 제작'
커피 찌꺼기로 '신재생 원유 제작'
  • 강지희
  • 승인 2019.06.05 20:15
  • 조회수 3459
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커피 찌꺼기, 훌륭한 재활용 공급원이죠. 출처: fotolia
커피 찌꺼기, 훌륭한 재활용 공급원이죠. 출처: fotolia

커피를 만들고 남은 커피 찌꺼기는 실생활에 다양하게 활용됩니다. 원두 커피의 찌꺼기를 잘 말리면 탈취 효과가 높다고 합니다. 담배 냄새를 제거하기 위해 재떨이에 원두 커피 찌꺼기를 담아두면 집안에 담배 냄새가 배는 것을 예방할 수 있습니다. 집안에 담배 냄새가 가득하다면 커피 찌꺼기를 여기저기 뿌려두다가 청소기로 빨아들이면 담배 냄새를 말끔하게 없앨 수 있다고 하는군요.

 

이 뿐만 아니라 커피 찌꺼기는 프라이팬의 찌든 때를 닦을 때 물과 함께 넣고 살짝 끓이면 기름기는 물론 음식 냄새까지 사라진다고 합니다. 또한 커피 찌꺼기는 각질을 제거하는 효과가 있어 화장을 지울 때 사용하는 클렌징 크림에 커피 찌꺼기를 섞어 사용하면 각질을 제거에도 도움이 된다는군요.

 

이 커피 찌꺼기가 심지어 바이오 원유의 재료로 각광받고 있습니다. 한국기계연구원에 따르면 남은 커피 찌꺼기를 급속 열분해하면 친환경 신재생 에너지가 될 수 있다고 합니다.

 

바이오 원유 현황

기존의 바이오 원유는 톱밥을 활용했다. 출처: pixabay
기존의 바이오 원유는 톱밥을 활용했다. 출처: pixabay

바이오 원유는 나무 톱밥이나 풀 같은 바이오매스를 공기가 없는 상태에서 급속 열분해하여 증기로 만들고 이를 냉각시켜 만든 액체연료를 말합니다. 액체연료인 만큼 저장과 운반이 편리하고 환경오염이 적어 신재생 에너지원으로 주목받고 있는데요. 하지만 원료가 되는 톱밥의 가격이 비싼데다 반응기 성능이 상용화 수준에 미치지 못한다는 단점이 있습니다.

 

비슷한 방식을 사용하는 기존의 유동층 반응기는 모래를 위에서 낙하시키는 방식이 아닌 아래에서 강한 공기로 불어올리는 방법을 사용하고 있습니다. 이는 사용하는 공기량이 많기 때문에 부피가 매우 크다는 단점이 있죠. 또한 발생하는 숯가루를 모래와 분리해 처리해야 한다는 까다로움까지 있다고 합니다.

 

급속 열분해 방식

연구진이 개발한 경사하강식 급속 열분해 반응기. 출처: 한국기계연구원
연구진이 개발한 경사하강식 급속 열분해 반응기. 출처: 한국기계연구원

한국기계연구원 환경시스템연구본부 청정연료발전연구실 최연석 책임연구원은 하루에 커피숍 약 1,000곳에서 배출하는 커피 찌꺼기를 모두 바이오 원유로 바꿀 수 있는 '경사 하강식 급속 열분해 반응기(Tilted-Slide Fast Pyrolyzer)'를 개발했습니다. 연구팀이 개발한 급속 열분해 반응기는 시간당 약 200kg의 커피 찌꺼기를 바이오 원유로 바꿀 수 있다고 하는데요. 200kg의 커피 찌꺼기는 커피숍 약 1,000곳에서 하루 발생하는 양이라고 합니다. 

급속 열분해 반응 모형도. 출처: 한국기계연구원
급속 열분해 반응 모형도. 출처: 한국기계연구원

연구팀은 공기가 없는 상태에서 커피 찌꺼기를 약 500℃까지 급속도로 가열해 수증기처럼 증발하는 급속 열분해 방식으로 커피 찌꺼기로부터 바이오 원유를 얻는 데 성공했다고 합니다. 연구팀은 반응기를 경사 하강식 구조로 만들어 커피 찌꺼기가 떨어지면서 가열 매체인 고온의 모래와 더 효율적으로 접촉할 수 있도록 설계했습니다.

 

경사 하강식 구조로 커피 찌꺼기를 떨어뜨리면 커피 찌꺼기와 가열된 모래가 자연스럽게 아방향으로 흐르면서 접촉할 수 있기 때문이죠. 이 과정에서 커피 찌꺼기는 급속하게 열분해돼 증기(pyrolytic vapor)로 변합니다. 이 증기를 모아서 신속하게 냉각하면 바이오 원유가 생성된다고 합니다.

 

폐기물 안 나와

커피 찌꺼기는 많은 이점을 갖는다. 출처: fotolia
커피 찌꺼기는 많은 이점을 갖는다. 출처: fotolia

폐기물이 발생하지 않는 이점을 갖고 있습니다. 반응 과정에서 부산물로 발생한 숯가루를 태워 모래를 가열하는 에너지로 재사용하기 때문입니다. 커피 찌꺼기로 만든 바이오 원유의 에너지는 나무로 만든 바이오 원유보다 열량이 훨씬 뛰어나다고 합니다. 커피 찌꺼기로 만든 바이오 원유의 발열량은 1㎏당 약 6,000㎉, 나무로 만든 바이오 원유는 약 4,000㎉ 수준인데요. 개발된 반응기의 처리 용량은 카페 1,000곳에서 하루 동안 발생한 커피 찌꺼기 전량을 바이오 원유로 전환할 수 있는 수준이라고 합니다.

 

친환경 신재생에너지 활용 긍정적

 

최연석 책임연구원은 "이 기술은 바이오 원유 생산의 효율성을 크게 개선해 친환경 신재생에너지 활용률을 높이는 데 크게 기여할 수 있다"며 "향후 브라질이나 베트남 등 커피콩의 주 생산국에서 상품성이 없어서 버려지는 커피콩을 바이오 원유로 제조하여 쓰레기 문제와 신재생에너지 확대 환경 문제 해결에 기여하고 싶다"고 말했습니다.

 

##참고자료##

 

  • 신광복 <북극곰이 흰색인 이유>
  • 김민주 <커피 경제학>


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