2892
Використана кавова гуща може виявитися значно цінішою, ніж здається: з неї можна отримати олію, а залишок придатний для подальшої переробки. Дослідники Університету Ровіра-і-Віргілі (URV) в Іспанії розробили ефективний спосіб вилучення олії, який зберігає придатність залишкової біомаси для виробництва біопалива та хімічних речовин. Результати опубліковано в журналі Biomass and Bioenergy.
Як добути олію з кавових відходів
Щороку у світі виробляють близько 10 мільйонів тонн кавових зерен. Однак лише невелика частина їхньої маси потрапляє до готового напою, а решта стає відходами. Використана кавова гуща містить приблизно 15% ліпідів, тобто жирів, які можна застосовувати як сировину для виробництва біодизеля.
Команда дослідників із кафедри хімічної інженерії URV — Хорхе Ф. Ромеро, Альберто Тамп’єрі, Даніель Монтане, Магдалена Константі та Франсеск Медіна — перевірила, як на вилучення олії впливають температура, тривалість обробки та кількість розчинника.
Для експериментів використовували н-гексан, розчинник, який широко застосовують для відокремлення жирів від інших матеріалів. Найкращі результати отримали за температури 45°C, тривалості обробки 60 хвилин і співвідношення 35 мл гексану на один грам сухої кавової гущі.
За таких умов вдалося вилучити приблизно 90% тієї кількості олії, яку можна отримати методом Сокслета, стандартною лабораторною технологією з високим виходом продукту. Водночас новий підхід забезпечив чистішу сировину: частка домішок становила лише 0,3% проти 3,9% у разі методу Сокслета. Склад жирних кислот залишався стабільним за різних умов експерименту. Найбільшу частку становили лінолева та пальмітинова кислоти, що підтверджує потенціал олії як сировини для біодизеля.
Залишки гущі та вибір технології
Вилучення олії стало лише першим етапом. Дослідники прагнули зберегти структуру решти кавової біомаси, адже вона містить целюлозу, геміцелюлозу та лігнін. Ці компоненти можуть стати основою для виробництва біоетанолу, молочної кислоти, полігідроксиалканоатів, фенольних сполук і матеріалів для сталого авіаційного пального.
Видалення жирів може полегшити подальшу переробку гущі. Ліпіди здатні створювати бар’єр, який заважає розчинникам і каталізаторам проникати до інших корисних компонентів рослинної сировини. Тому вилучення олії без істотного руйнування структури біомаси робить залишок зручнішим для наступних технологічних процесів.
Науковці також перевірили методи з використанням ультразвуку та мікрохвиль, які можуть прискорювати початкові етапи вилучення олії. Проте після оцінювання чистоти продукту, ефективності, енергоспоживання та можливостей промислового масштабування ці технології не продемонстрували достатньої загальної переваги. Найбільш збалансованим варіантом виявився звичайний періодичний процес із н-гексаном за помірної температури.
Такий підхід може застосовуватися на біопереробних підприємствах, де біологічні відходи перетворюють на пальне, хімічні речовини та інші матеріали. Він також відповідає принципам циркулярної економіки, моделі, за якої відходи стають ресурсом для нового виробництва. Дослідники сподіваються, що комплексне використання кавової гущі допоможе зменшити кількість відходів і розширити перелік відновлюваних джерел сировини для промисловості. Втім, практичне впровадження технології ще потребуватиме оцінювання її ефективності та економічної доцільності у великих масштабах.
Джерело: portaltele.com.ua
