Відходи чаю як ресурс: як використана чайна сировина може очищувати воду

Чайна індустрія щороку генерує мільйони тонн відходів. Після екстракції в чашці або промислового виробництва напоїв використане чайне листя найчастіше розглядають як побічний продукт, який втратив свою цінність. Однак сучасна наука дедалі частіше ставить під сумнів цей підхід.

Одна з найцікавіших робіт останніх місяців була опублікована 5 червня 2025 року в журналі Frontiers. Дослідження присвячене отриманню біочару з чайних відходів та його використанню для очищення води від органічних забруднювачів.

На перший погляд це виглядає як вузька академічна тема. Але насправді вона демонструє один із найперспективніших напрямків розвитку сучасної харчової промисловості — circular economy, або циркулярної економіки, де відходи одного процесу стають сировиною для іншого.

І чайна галузь може стати одним із найкращих прикладів такого підходу.

Що таке біочар і чому він цікавить науковців

Біочар (biochar) — це вуглецевий матеріал, який отримують шляхом піролізу органічної сировини.

Піроліз — це нагрівання матеріалу за високої температури в умовах обмеженого доступу кисню.

На відміну від звичайного спалювання, органічна речовина не згорає повністю, а перебудовується в пористу вуглецеву структуру.

Саме ця структура робить біочар надзвичайно цікавим для науки.

Біочар має велику площу поверхні, розвинену систему пор та високу адсорбційну здатність.

Інакше кажучи, він здатний утримувати на своїй поверхні різноманітні молекули із навколишнього середовища.

Саме тому біочари сьогодні активно досліджують для:

– очищення води;– рекультивації ґрунтів;– поглинання важких металів;– утримання поживних речовин у сільському господарстві;– зменшення вуглецевого сліду виробництв.

Чому саме чайні відходи

Чайне листя після заварювання або промислової екстракції все ще містить значну кількість органічної речовини.

У ньому залишаються:

– целюлоза;– геміцелюлоза;– лігнін;– поліфенольні структури;– азотовмісні сполуки.

Саме ці компоненти роблять чайні відходи хорошою сировиною для отримання біочару.

Фактично дослідники спробували відповісти на питання: чи можна перетворити чайний відхід із проблеми на ресурс?

Як проводили дослідження

У роботі, опублікованій у Frontiers, дослідники отримували біочар із чайних відходів методом піролізу при трьох температурах: 250°C, 300°C та 350°C.

Ці температури були обрані не випадково.

Під час піролізу температура визначає структуру майбутнього матеріалу.

За нижчих температур зберігається більше органічних функціональних груп.

За вищих — формується більш розвинена пориста структура.

Саме тому зміна температури безпосередньо впливає на властивості готового біочару.

Після отримання матеріалів дослідники протестували їхню здатність поглинати Rhodamine B.

Чому використовували Rhodamine B

Rhodamine B — це синтетичний органічний барвник, який часто використовується як модельний забруднювач у дослідженнях очищення води.

Його можна зустріти у стічних водах текстильної, паперової та хімічної промисловості.

Барвник є добре вивченим об'єктом для тестування адсорбентів.

Тому якщо матеріал ефективно видаляє Rhodamine B із води, це свідчить про його потенціал для роботи з іншими органічними забруднювачами.

Найцікавіший результат дослідження

Найкращі результати показав біочар, отриманий при температурі 350°C.

Саме цей матеріал продемонстрував найвищу адсорбційну здатність щодо Rhodamine B.

Дослідники пояснюють це змінами структури матеріалу під час піролізу.

За температури 350°C:

– збільшується пористість;– формується більша площа поверхні;– зростає кількість активних центрів взаємодії з молекулами забруднювача.

Інакше кажучи, чайний відхід після правильно підібраного піролізу починає працювати як функціональний матеріал для очищення води.

Що це означає для чайної індустрії

На перший погляд може здатися, що це тема виключно для екологів.

Насправді вона має значно ширший контекст.

Сьогодні світова чайна індустрія стикається з двома викликами одночасно:

підвищенням вимог до сталого розвитку та необхідністю скорочення відходів.

Традиційна модель працює просто:

виростили чай → виробили продукт → використали → викинули.

Модель циркулярної економіки пропонує інший підхід:

виростили чай → виробили продукт → використали → створили новий ресурс.

Саме це і є суттю circular economy.

І чайна галузь має для цього величезний потенціал.

Чому ця тема може стати трендом найближчих років

Останніми роками кількість досліджень щодо використання харчових відходів стрімко зростає.

Науковці вже працюють із:

– кавовою гущею;– какао-шкаралупою;– відходами виноробства;– цитрусовими вичавками;– чайними відходами.

Причина проста.

Відходи дедалі частіше розглядаються не як сміття, а як джерело нової сировини.

У випадку чаю це особливо цікаво, оскільки галузь традиційно позиціонується як близька до природності та сталого розвитку.

І тепер з'являються наукові підтвердження того, що чайні відходи можуть бути не лише органічним залишком після заварювання, а й джерелом функціональних матеріалів із реальним промисловим застосуванням.

Висновок

Дослідження Frontiers показало, що біочар із чайних відходів, отриманий при 350°C, демонструє найкращу здатність до адсорбції Rhodamine B серед протестованих варіантів.

Але головна цінність цієї роботи навіть не в очищенні води.

Вона демонструє новий спосіб мислення про чайні відходи.

Не як про проблему.

Не як про сміття.

А як про ресурс.

І саме цей підхід, ймовірно, стане одним із ключових напрямків розвитку харчової та напоївної індустрії найближчих десятиліть.

Тому що майбутнє сталого виробництва починається не тоді, коли ми виробляємо більше.

Воно починається тоді, коли ми навчаємося використовувати те, що раніше вважали відходами.