قهوه به عنوان سوخت بیودیزل

بیودیزل یکی از مدل‌های سوخت برای خودروهای گازوئیل است که ویژگی‌های مثل تجدید‌پذیری و تجزیه‌پذیری، ایمن و غیر سمی را دارد و از منابع طبیعی مانند جلبک‌‌ها، روغن‌های گیاهی و روغن پسماند غذایی، چربی حیوانات بدست می‌آید که با گازوئیل ترکیب میکنند تا مورد استفاده قرار بگیرد.

بیودیزل به دو نام دیگر هم معروف است زیست‌دیزل یا بیوگازوئیل(Biodiesel) که میخواهیم در این مقاله از آموزشگاه باریستایی آرسس شف به چگونگی تبدیل تفاله‌های قهوه به این سوخت غیر سمی و تجدید‌پذیر و نحوه ی پیدایش آن بپردازیم.

نحوه ی پیدایش سوخت بیودیزل از تفاله قهوه 

ماجرا از آنجایی شروع شد که آمار مصرف قهوه در بریتانیا به روزانه 55 میلیون فنجان قهوه رسیده بود و درصد بالایی به میانگین 500.000 تن تفاله قهوه بدست می‌آمد که راه دفع این تفاله‌ها برای بسیاری ارسال آنها به  سایت‌های دفن زباله بود. در این بابت پژوهشگران شروع به تحقیقات کردن و متوجه شدن تفاله قهوه استفاده شده حاوی مواد مغذی ارزشمندی برای پرورش ریزجلبک‌ها است. در واقع، آنها سرشار از روغن‌هایی هستند که ماده مغذی اصلی جلبک‌ها و همچنین بیودیزل هستند. تفاله‌های قهوه بین ۱۰ تا ۱۵ درصد روغن دارند، همچنان حاوی آنتی اکسیدان‌ها و پروتئین‌ها است و اینها نیز مواد مغذی هستند که به شکوفایی ارگانیسم‌ها کمک می‌کند.

آرتور کی فردی است شرکتی را در این جهت راه اندازی کرده (کارخانه بازیافت قهوه) که با شرکت‌های جمع‌آوری زباله کار همکاری می‌کند تا ضایعات مورد استفاده خود را از کارخانه‌ها، کافه‌های محلی، ایستگاه‌های قطار، دفاتر و زنجیره‌هایی مانند Costa Coffee جمع‌آوری کند. چیزی که برای این کارخانه مهم است همکاری او با  شرکت‌های جمع‌آوری و بازیافت زباله بوده، زیرا این کار باعث صرفه جویی درهزینه و  سازگاری با محیط زیست میشود.

مراحل تبدیل قهوه به عنوان سوخت بیودیزل

پس از جمع‌آوری تفاله‌های قهوه از کارخانه‌ها، کافه‌های محلی، ایستگاه‌های قطار، دفاتر و زنجیره‌ و همینطور از شرکت‌های جمع‌آوری زباله به الک شدن این تفاله ها پرداخته میشود تا قبل از انجام شدن فرایند تبخیر بتوانند روغن قهوه را از تفاله استخراج کنند.

تفاله‌های قهوه در واقع برای رشد ریز‌جلبک‌ها مانند خاک عمل میکنند و مواد مغذی که جلبک‌های غنی از روغن تغذیه میکردن (آب و نور) هستند تا به صورتی که نور پردازی سبب تحریک فرآیند رشد شود، جلبک‌ها از آن دی اکسید کربن استفاده کنند و موجب بالغ شدن‌شان شود.

پس از یک دوره اولیه رشد سریع، "Chlorella vulgaris" به مرحله بالغ شدن رسید. محققان در طول فرآیند از جلبک‌ها نمونه برداری کردند تا تمام پارامترها را پیگیری کنند تا موقع برداشت برسد.

زیست توده ابتدا با فیلتراسیون از آب خارج شده و سپس خشک می‌شود. سپس، روغن‌های تولید شده توسط زیست توده ریز جلبک‌ها را با استفاده از یک حلال آلی، با انجام استخراج به اصطلاح جامد-مایع، بازیابی می‌کنیم. به عبارت دیگر، حلال به طور انتخابی روغن‌ها را از زیست توده جامد استخراج می‌کند، چیزی شبیه به آنچه در فرآیندهای دم‌آوری اتفاق می‌افتد و این فرایند شبیه به فرآیند قهوه‌سازی است، جایی که آب حلالی است که طعم‌ها را استخراج می‌کند. در این مورد، حلال آلی روی روغن‌ها کار می‌کند. این محقق توضیح داد که در آن نقطه، روغن‌ها برای سنتز به سوخت بیودیزل آماده می‌شوند.

آمار شرکت آرتور کی (کارخانه بازیافت قهوه)

یکی از آمار‌های شگفت آور در سال 2016  از شرکت آرتور کی بود که چیزی حدود 6000 لیتر روغن قهوه تولید کردند. 

این روند به قدری برای آرتور کی سبب یک پلن بلندپروازانه شد که او پس از تولید این مقدار روغن با شریک تازه خود، Argent Energy برای تولید سوخت زیستی B20 همکاری کرد. B20 به این معنی است که 20٪ از سوخت تولید شده اجزای زیستی (مانند چربی‌ها، روغن‌ها و محصولات کشاورزی، از جمله روغن قهوه) را در خود جای داده است.

 پاسخ به باور غلط رایج

باور اشتباه: تفاله قهوه فقط برای تبدیل به سوخت بیودیزل استفاده میشود.

حقیقت این است که برای رسیدن به هدف این سوخت محصولات متنوع دیگری از جمله گلوله‌های زیست توده و بریکت‌های زیست توده را نیز تولید کرده‌اند. چیزی که حالا آن را Coffee Logs می‌نامند.

البته که یکی از فعالیت‌ها جمع‌آوری تفاله‌های قهوه برای در اختیار گذاشتن سیاهه‌های قهوه به مردم تا با استفاده از آن خانه‌هایشان را گرم نگه دارند انجام میشد. همچنان ساخت لیوان و ظروف از تفاله‌های قهوه که با توجه به زیست تخریب پذیر بودن بسیار مورد توجه واقع شد.

جمع بندی

در این مقاله آگاه شدیم که روغن حاصل از ضایعات قهوه، دارای پتانسیل مناسبی است که می‌توان از آن برای تولید بیودیزل (biodiesel) استفاده کرد. در بررسی‌های انجام شده در این زمینه مشخص شد که خواص بیودیزل ضایعات قهوه در محدوده استانداردهای انجمن مواد و آزمون آمریکا یعنی ASTM قرار دارد. بنابراین خواص فیزیکوشیمیایی (physicochemical) مورد مطالعه بیودیزل ضایعات قهوه نشان می‌دهد که این ماده می‌تواند به عنوان سوخت در موتورهای دیزل استفاده شود که مراحل استفاده از تفاله قهوه تا به کارگیری آن را توسط تحقیقات دانشمندان و شرکت آرتور کی گفته شد مشاهده کردیم.