Ceea ce rămâne în ceașcă după ce bem cafeaua ar putea avea o valoare mult mai mare decât pare la prima vedere. Cercetătorii au identificat o metodă prin care uleiurile din zațul de cafea folosit pot fi recuperate și transformate în materie primă pentru producerea de biodiesel, păstrând în același timp biomasa pentru alte utilizări.
În fiecare an, la nivel mondial, sunt produse aproximativ 10 milioane de tone de boabe de cafea. O parte importantă din materialul vegetal ajunge însă sub forma zațului, care este în cea mai mare parte aruncat. Cercetătorii de la Universitat Rovira i Virgili din Spania consideră că acest reziduu ar putea fi integrat într-un model de economie circulară.
Zațul de cafea folosit conține aproximativ 15% lipide, adică uleiuri care pot fi extrase și utilizate ulterior pentru producția de biodiesel, relatează stiripesurse.ro.
Zațul de cafea conține o cantitate importantă de ulei
Principala provocare nu este existența uleiului, ci extragerea acestuia într-un mod eficient, fără ca restul biomasei să fie deteriorat.
Zațul conține și componente lignocelulozice precum celuloza, hemiceluloza și lignina, care pot fi valorificate, ulterior, pentru obținerea altor produse. Din acest motiv, cercetătorii au încercat să găsească un echilibru între cantitatea de ulei recuperată și păstrarea structurii biomasei.
Au fost analizate mai multe variante de temperatură, timp de procesare și cantitate de solvent.
Cele mai bune rezultate au fost obținute la 45 de grade Celsius, timp de 60 de minute, folosind 35 de mililitri de n-hexan pentru fiecare gram de reziduu uscat.
În aceste condiții, metoda a recuperat aproximativ 90% din uleiul obținut prin extracția Soxhlet, o procedură standard utilizată în laborator. În plus, procesul analizat a avut nevoie de mai puțin timp și de mai puțină energie.
Uleiul extras din zaț ar putea fi folosit pentru biodiesel
Un rezultat important al cercetării a fost și puritatea uleiului recuperat.
Uleiul obținut prin metoda optimizată conținea aproximativ 0,3% impurități, comparativ cu 3,9% în cazul extracției Soxhlet.
Analiza compoziției a arătat că profilul acizilor grași a rămas stabil în condițiile experimentale. Printre principalii compuși identificați s-au numărat acidul linoleic și acidul palmitic, ceea ce susține potențialul utilizării acestui ulei ca materie primă pentru producția de biodiesel.
Însă cercetarea nu se oprește la combustibil.
Ce se poate face cu zațul după extragerea uleiului
Unul dintre obiectivele importante ale cercetătorilor a fost păstrarea biomasei după îndepărtarea uleiului.
Celuloza, hemiceluloza și lignina rămase pot fi utilizate ulterior pentru obținerea unor produse cu valoare adăugată, printre care bioetanol, acid lactic, bioplastice, compuși fenolici și materii prime pentru combustibili sustenabili de aviație.
Extragerea uleiului ar putea facilita chiar procesele ulterioare. Grăsimile prezente în zaț pot acoperi particulele de biomasă și pot îngreuna accesul enzimelor, solvenților sau catalizatorilor la structura internă a materialului.
Prin eliminarea acestei bariere, biomasa poate deveni mai ușor de procesat.
De ce metoda ar putea fi importantă pentru economia circulară
Cercetătorii au comparat procesul și cu metode care utilizează ultrasunete sau microunde. Deși aceste tehnologii pot accelera extracția, rezultatele nu au indicat un avantaj clar atunci când au fost luate în calcul simultan consumul de energie, puritatea uleiului, eficiența procesului și posibilitatea de extindere la scară industrială.
Metoda bazată pe extracția cu n-hexan, în condiții moderate de temperatură și timp, ar putea reprezenta astfel o direcție pentru dezvoltarea unor viitoare biorafinării care să utilizeze deșeurile de cafea drept materie primă.
Conceptul este unul de valorificare în cascadă: uleiul extras poate fi direcționat către producția de biodiesel, iar biomasa rămasă poate fi utilizată pentru obținerea de biocombustibili, bioplastice și substanțe chimice de origine biologică.
O astfel de abordare ar putea deveni relevantă în special pentru domenii în care electrificarea este mai dificilă, inclusiv transportul greu sau aviația.
Astfel, zațul de cafea ar putea trece de la statutul de deșeu la cel de materie primă pentru combustibili și produse sustenabile.
Studiul realizat de cercetătorii de la Universitat Rovira i Virgili a fost publicat în revista ScienceDirect.
Îți mulțumim pentru că ai ales să te informezi din Sibiu 100%. Dacă vrei să afli și mai multe povești, interviuri și vești bune în fiecare zi, susține-ne cu o recenzie – dă click AICI
