【末日实验室】第一期：咖啡渣燃料制作流程及成品测评

蒙马

战术咖啡镇楼。

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※注意：本贴中所介绍的咖啡渣燃料制作法将涉及到使用热源融化蜡液的相关内容。为确保安全，制作者必须确保在阅读完第四部分“注意事项”之后，再着手进行实践操作。严禁未成年人在无监管人看护的情况下擅自使用火源！

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一、前言

大约在2020年年末时分，楼主在身边好友的影响下首次接触到咖啡豆，并逐渐开始培养起使用咖啡豆制作各类咖啡饮品这一新兴爱好。从起初相对简单的手冲、法压调制法，到其后相对进阶的摩卡壶和意式咖啡机，过程中楼主的咖啡制作工艺虽并无任何明显提升，但制作后剩余的咖啡渣数量却呈几何式增长。其中除少部分咖啡渣被家人用来沤制肥料，或制成简易除味剂和驱蚊香外，绝大部分只是在经过晾晒后被统一收纳并储存起来。前几日，楼主在U管平台闲逛的过程中，恰巧发现了数名国外户外运动播主利用咖啡渣制作燃料的一系列相关教学视频。在这些视频中，相关最终成品的制作成本不仅低廉，且工序简单，同时燃料还兼具了便携性、耐储性、易燃性、稳定性外加燃烧时长等皆众多优点。因此楼主在本贴中拟向各位坛友介绍这一利用咖啡渣制作燃料的详细流程，并同时对该成品的效能表现进行综合测评。

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二、原理及可行性简介

有必要指出，利用咖啡渣制作燃料并非是毫无科学依据的伪概念。事实上，经过科研团队的研究发现，制取咖啡后残余的咖啡渣中含有大量脂肪酸、氨基酸、多酚、矿物质与多糖等有机化合物。其丰富的特异性化合物、较高的热值和特殊的结构都为咖啡渣资源化利用提供了可能。①而就咖啡渣自身具有的较高热值这一项结果而言，将其应用于燃料制作工艺完全具有可行性。举例而言，来自韩国能源研究院能源网络实验室的Sae Byul Kang博士研究团队已经开发了一种以干咖啡渣为燃料的锅炉系统；②而另外一支同样来自韩国的Deokjin Jahng科研团队则证实了利用咖啡渣加速污泥脱水的过程，并籍此获得低位热值高达9284kJ/kg的生物燃料。③除此之外，将咖啡渣应用于生物柴油制作的研究和实践在近几年可谓相当火热。2014年，英国巴斯大学可持续化学技术中心的最新研究已经证明了可利用咖啡渣制造生物柴油。④而在2017年，英国首都伦敦则便已经将“由80%的传统柴油和20%的咖啡油混合制成的生物柴油”应用于当地著名的红色巴士上。⑤由此可以推测，利用咖啡渣为原料来制作户外、极端环境下的燃料应当同样可行。

①路 昌、张 昱、黄致远、陈 豹、崔 荣.咖啡渣资源化利用研究进展[J].环境保护前言，2019，9(4):525-533.

②Sae Byul Kang, Hong Young Oh, Jong Jin Kim, Kyu Sung Choi, “Characteristics of Spent Coffee Ground as a Fuel and Combustion Test in a Small Boiler (6.5 kW)”, Renewable Energy, 2017, 113, 1208-1214.

③Zongdi Hao, Benqin Yang, Deokjin Jahng,“Spent Coffee Ground as a New Bulking Agent for Accelerated Biodrying of Dewatered Sludge”, Water Research, 2018, 138, 250-263.

④Rhodri W. Jenkins, Natasha E. Stageman, Christopher M. Fortune, Christopher J. Chuck,“Effect of the Type of Bean, Processing, and Geographical Location on the Biodiesel Produced from Waste Coffee Grounds”, Energy & Fuels, 2014, 28, 1166-1174.

⑤李应齐.降低二氧化碳排放产生更少烟尘和硫酸英国用咖啡渣作巴士燃料[EB/OL].人民网.(2017-11-13)[2024-11-26].http://world.people.com.cn/n1/2017/1130/c1002-29676013.html.

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三、制作所需原料及工具

1.原料

(1)干咖啡渣；（确保所有咖啡渣已完全干透。若咖啡渣仍呈现出潮湿感，则于家中的向阳处平铺一张报纸，再将咖啡渣倾倒于纸上直接进行晾晒即可。期间不要忘记进行换面翻动。）



(2)家用照明蜡烛；



(3)浓缩糖浆。（某夕夕平台有大量廉价瓶装糖浆在售。若实在不想花钱购买，则亦可使用白砂糖进行替代。）



2.工具

(1)可明火加热式锡纸锅；（为避免使用融化蜡液之后的家用炒锅在做饭时惊现“炒蜡肉”的情况发生，强烈建议直接购置此锡纸锅进行替代。另外需要在购买前与商家确保所贩售的锡纸锅属于能够直接承受明火加热的款式。）



(2)纸杯蛋糕底托；（可使用家用卷纸或胶带纸中间部分的纸筒进行替代。）



(3)木制或金属制搅拌棒；（高温蜡液会导致塑料制搅拌棒直接变形甚至融化，故强烈不推荐使用。）



(4)锡纸；（亦可使用蜡纸进行替代。）



(5)厨用围裙、长袖外套以及隔热手套。（为避免烫伤故制作全程务必佩戴妥当。）

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四、注意事项

1.再次强调，受高温加热之后的蜡液极易导致不慎接触的皮肤发生非常严重的烫伤，故在进行此咖啡渣燃料的制作过程中请务必确保全程佩戴厨用围裙、长袖外套以及隔热手套。



2.虽然蜡的闪火点（又称引火点，Flash Point）在200℃以上，并不易燃，但是在进行加热融化的过程中仍需全程保持警惕。在使用可明火加热式锡纸锅时，需保证锅内无任何其他杂质（包括布、纸、保温材料等可燃物品）。

3.蜡在加热后会融化成为液体状。虽然水在加热至100℃时将会表现出明显的沸腾，但是蜡在100℃时却如同冷水一样不起蒸汽。可即便如此，仍不可用手指或其他任何身体部分直接进行接触。



4.若在加热的过程中发现锅中的蜡液已不慎被点燃，千万不要慌乱。首先应关闭火源或电源，在将锅盖直接盖在锡纸锅上（推荐使用家用炒锅锅盖，锡纸锅所配套的锅盖很难立刻起到隔绝空气的作用。）。若条件允许，更推荐使用泡沫式灭火器来进行扑灭。严禁在蜡液燃烧的情况下直接向锅中倒水！严禁在蜡液燃烧的情况下直接向锅中倒水！严禁在蜡液燃烧的情况下直接向锅中倒水！在蜡液被引燃时向锅中直接倒水，其所导致的后果与向着火的热油锅中倒水完全一致。在两种液体接触的一瞬间，水将吸热并立即沸腾，从而直接导致处于燃烧状态的蜡液四处飞溅，扩大燃烧范围。在极端状态时甚至有可能引发火灾！



5.如果在制作过程中仍不慎被融化的蜡液溅及或附着到皮肤上时，应立即使用大量冷水来进行冲洗降温。另外，根据医疗科普知识平台“有来医生”中上海交通大学医学院附属瑞金医院烧伤整形科副主任医师易磊的建议，若被蜡烛烫伤，则应“先不要过于惊慌，因为蜡烛导致烫伤的情况通常相对比较轻微。手被蜡烛烫伤后，应先用小刮匙清除表面融化的蜡液，并立即用大量冷水冲洗伤口，或者在冷水中浸泡30分钟左右，以带走局部皮肤的热量，降低表皮温度，从而减轻疼痛感，也可以减少局部皮肤的损伤。如果只是有轻微的红肿，经上述处理后也无较大的疼痛感，保持局部清洁卫生即可，避免用手抠抓，以免将皮肤抠破而导致感染。此外，如果存在皮肤破溃、发红的情况，还应及时到医院就诊，可用碘伏进行消毒处理，并用生理盐水将创面冲洗干净。而后再严格遵从医生指导涂抹京万红软膏、磺胺嘧啶银乳膏，以及湿润烧伤膏等药物进行治疗，还可涂抹红霉素软膏，或者口服阿莫西林胶囊等药物预防感染，均较有利于局部恢复”。①同时上述医疗处理建议仅供参考使用。若情况较为严重，则应在进行完紧急处理之后，第一时间前往医院皮肤科寻求诊疗。

①易磊.手被蜡烛烫伤了怎么办[EB/OL].有来医生.(2023-07-07)[2024-11-29].https://m.youlai.cn/jingbian/article/0B8674mugO8.html.

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五、制作流程

1.将纸杯蛋糕底托或纸筒按一定间隔均匀摆放桌面上方；



2.将蜡烛放置于可明火加热式锡纸锅中，确保锡纸锅的容量能够乘纳放入蜡烛的全部蜡液；



3.打开电磁炉或煤气灶，将盛放着蜡烛的锡纸锅置于火源上方，等待蜡烛融为蜡液；



4.在固体蜡烛完全融为蜡液之后，用筷子或其他工具取出散落在蜡液之中的烛芯。之后，将干咖啡渣全部倒入蜡液之中，并用搅拌棒将两种材料搅拌均匀；（一旦所有蜡块融为蜡液后，便可选择倾倒咖啡渣。切勿等待蜡液沸腾之时在进行这一步骤，因由处于沸腾状态的蜡液极易燃烧。）



5.待搅拌均匀并加热一段时间后，加入少许浓缩糖浆（或白砂糖），继续进行搅拌；



6.待蜡烛、咖啡渣和糖浆（或白砂糖）三种材质完全均匀混合之后，将液体趁热倒入事先摆放好的纸杯蛋糕底托中。注意倒入底托中的混合液体表面应与底托最上层保持约一个小拇指上指节距离，切记不要完全倒满。如此方便在之后需要点燃咖啡渣燃料时，仅需直接使用明火点燃纸托上部的边缘区域，便可大功告成。（若用纸筒替代纸杯蛋糕底托，则可直接将液体直接灌入纸筒中即可）；



7.将液体全部倒入纸杯蛋糕底托中后，将全部底托放于室内或室外通风位置处，等待液体凝固结块；（图2为U管平台户外视频播主“Woodsbound Outdoors”使用胶带纸筒制作完成的咖啡渣燃料。有视频观看者留言评论说这一最终成品非常像冰球运动中的Ice Hockey，而楼主则觉得很像一块“好丽友”牌巧克力派。）





8.待液体凝固结块后，用锡纸（或蜡纸）将之全部包裹起来，进而增强燃料的便携性和防水性等。

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六、成品测评

1.测评工具

楼主个人认为，咖啡渣燃料与日常使用的固体酒精块燃料在工作原理上有一定的相似之处。因此，折叠式信用卡两用纯钛户外炉无疑是一种较为理想的使用工具。但是鉴于楼主本人的纯钛炉之前落在了“神秘牧场”（楼主避难所代号），所以只能使用一位某夕夕平台商家之前因购买商品而送给楼主的一个便携户外卡片炉（但未送配套防风插片）进行替代。可是有一说一，这种卡片炉的整体构造也确实比较适合使用咖啡渣燃料。




2.测评环境

(1)室内测试

①为防止咖啡渣在燃烧过程中所产生的热量波及到写字台桌面，故楼主选用两个锡纸锅搭建了一个简易隔热台；



②首先使用打火机点燃纸杯蛋糕底托上层的周边区域；



③火焰在短时间内便从起始位置开始，成功环绕底托一周；



④在完成环绕后，火焰开始向中心区域进行聚拢；



⑤燃料持续燃烧中，且火势趋于稳定；











⑥在燃烧大约10分钟后，火焰强度开始逐渐趋弱；











⑦在燃烧测试进行至大约17分钟时，燃料焰势趋于熄灭；







⑧咖啡渣燃料最终持续燃烧时间；



⑨咖啡渣燃料燃烧殆尽后的外形特写；





*燃烧时长：经测试，以底部直径为5cm，高为3.5cm，托口直径为7cm的纸杯蛋糕底托所盛放的咖啡渣燃料从点燃直至燃烧殆尽于室内环境中共燃烧时长达19:04.32。

*燃料表现：经观测，咖啡渣燃料在燃烧过程中始终保持红色火焰。火焰在前10分钟内燃烧旺盛且状态稳定，并在10分钟后火势逐渐减弱直至最后熄灭。在火力达到峰值时，会伴随出现少许黑烟。且过程中燃料除释放出少许石蜡燃烧的味道和些许咖啡焦香味道外，并未嗅到任何其他明显气味。

(2)户外测试

①出于同样防止咖啡渣燃料对户外公共设施造成损坏或污染的目的，楼主仍如法炮制了此前在室内所使用的锡纸锅隔热台；



②燃料开始从右侧底托处开始被引燃；



③可能由于身处户外环境且缺少挡风板的原因，燃料的燃烧速度相较于室内而言明显迟缓许多；



④经过一段时间后，火焰终于完成环绕，并开始向中心区域聚拢火焰；







⑤根据谷歌应用商店中“本地天气预报”APP的相关数据反馈可得知，楼主在户外进行咖啡渣燃料燃烧时长测试时的天气基本情况为气温-14℃，湿度61%，风速9.3m/s。



*燃烧时长：经测试，以底部直径为5cm，高为3.5cm，托口直径为7cm的纸杯蛋糕底托所盛放的咖啡渣燃料从点燃直至燃烧殆尽于户外环境中共燃烧时长达19:19.74。

*燃料表现：经观测，咖啡渣燃料在燃烧过程中始终保持红色火焰。火焰同样在前10分钟内燃烧旺盛且状态稳定，并在10分钟后火势逐渐减弱直至最后熄灭。但在火力达到峰值时，似乎因为风力作用的影响，未观测到任何此前在室内环境中看到的黑烟。且过程中燃料除释放出少许石蜡燃烧的味道外，并未嗅到任何其他明显气味。

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七、问题与解答

※注意：本章节部分旨在回答一些坛友可能会问及的问题。若有任何其他疑问，也欢迎在此章节进行留言。

1.可以提供本燃料制作法中咖啡渣、蜡烛和浓缩糖浆（或白砂糖）三者详细的调配比例问题吗？

答：非常抱歉。虽然楼主在搜集相关资料的过程中，发现众多国外户外运动视频播主或Blogger均在个人频道或博客中介绍了这种咖啡渣燃料制作方法，但令人颇感遗憾的是，其中的绝大部分都并未提及上述三种原料的具体搭配比例。而剩余的一小部分虽然提到了个人用量，但也都是一些模棱两可的表述。（例如一杯半的咖啡渣，三至四勺浓缩糖浆）与此同时，通过观看不同视频博主或Blogger的制作方式，可明确发现不同人在原料应用数量方面的差异还是较为明显的。楼主本人籍由所有已经观看或阅读视频或博文来综合判断，只要能够确保最终炼成的蜡液和咖啡渣混合物呈现出一种类似于“浓稠的芝麻糊”状即可宣告大功告成（但切记混合物不可过分浓稠，确保蜡液量一定要多于所投入咖啡渣的数量）。若之后有坛友在依照这一方法进行咖啡渣燃料制作时，则不妨将自己调配的相关原料配比发送到本楼层的评论区中供其他吧友进行参考。或有坛友发现有任何相关视频或博文明确提到了三种原料的调配比例，也欢迎在评论区中进行留言。

在楼主即将完成此贴之前，偶然发现了一个国外咖啡文化网站用户所上传的一份咖啡渣燃料制作原料配比。虽然本表中的制作诸原料配比也标注的较为笼统，但聊胜于无。在此将该制作方法随贴展示给各位坛友，并附上文字翻译。





另附楼主本人在制作咖啡渣燃料过程中所使用的相关原料及工具数据，以供各位坛友进行参考。此外由于楼主在制作过程前忘记测量所使用干咖啡渣和浓缩糖浆的具体重量数值，因此只能提供一个事后估算量，还请各位坛友在制作过程中自行斟酌：

(1)原料
①干咖啡渣：约350-400g左右；
②家用照明蜡烛：直径3.5cm，高7cm，共计4根；
③浓缩糖浆：约100g左右。

(2)工具
①可明火加热式锡纸锅：锅体容量为1130ml；
②纸杯蛋糕底托：底部直径5cm，高3.5cm，托口直径7cm。

2.为何需要在咖啡渣和蜡液混合物中加入糖浆（或白砂糖）？

答：有关在咖啡渣和蜡液混合物中加入糖浆（或白砂糖）的原因，楼主此前已经就此问题向U管平台户外频道播主 “BarkEater Outdoors”进行了请教。BarkEater大叔（姑且这么称呼）明确回复楼主，之所以选择在混合液中加入糖浆，是为了能够令发挥类似粘合剂的作用，进而确保燃料在凝固成型之后不易破碎。同时大叔还特别提醒楼主，投放于混合液中的糖浆不宜过多。因为在这极有可能在气温较高的等情况下导致燃料中的糖浆融化，进而让燃料甚至于整个背包内部都变得一团糟。（顺便在此帮BarkEater大叔的U管平台账号做一个推广。大叔为人非常亲和且有耐心，会耐心回答所有视频观看者提出的所有问题。而大叔上传的视频节目中，除类似于“咖啡渣燃料”制作这类DIY教学内容外，还会涉及到户外用品实测等等。）



3.这种咖啡渣燃料的燃烧时长约为多长时间？

答：有关咖啡渣燃料燃烧时长的问题。因不同人在制作燃料过程中所采用的咖啡渣、蜡烛和浓缩糖浆（或白砂糖）的调配比例，外加最终成品的大小等因素的不同，从而直接或间接导致咖啡渣燃料的燃烧时长亦有所区别。但是根据国外网站“Instructables”中户外野营主题版块用户“josefski”的说法，倘若在制作过程中咖啡渣吸收的蜡液越多，将更有助于确保燃料能够更为持久的燃烧。因此这也是楼主为何提醒各位坛友在制作燃料的过程中，确保蜡液量一定要多于投入咖啡渣的数量的原因之所在。

因为吃因为穿

非常好