تفاله قهوه؛ از پسماند روزانه تا سوخت پاک و مواد شیمیایی ارزشمند
پژوهشگران اسپانیایی روشی بهینه برای استخراج روغن از تفاله قهوه مصرفشده معرفی کردهاند؛ روشی که میتواند این پسماند فراگیر را به خوراکی برای تولید بیودیزل، سوختهای تجدیدپذیر، زیستپلاستیکها و مواد شیمیایی تبدیل کند. به گزارش آذرنگار، هر فنجان قهوه پس از دمآوری، مقداری تفاله مرطوب بر جای میگذارد که معمولاً دور ریخته میشود؛ اما […]
پژوهشگران اسپانیایی روشی بهینه برای استخراج روغن از تفاله قهوه مصرفشده معرفی کردهاند؛ روشی که میتواند این پسماند فراگیر را به خوراکی برای تولید بیودیزل، سوختهای تجدیدپذیر، زیستپلاستیکها و مواد شیمیایی تبدیل کند.
به گزارش آذرنگار، هر فنجان قهوه پس از دمآوری، مقداری تفاله مرطوب بر جای میگذارد که معمولاً دور ریخته میشود؛ اما این ماده ظاهراً کمارزش، هنوز دارای روغنها، کربوهیدراتها و ترکیبات آلی قابلاستفاده است. پژوهشگران دانشگاه «روویرا ای ویرخیلی» (URV) در اسپانیا اکنون روشی نسبتاً ساده برای بازیابی بخش بزرگی از روغن موجود در این تفالهها ارائه کردهاند؛ بدون آنکه مواد ارزشمند باقیمانده در ساختار آنها بهطور جدی آسیب ببیند.
نتایج این پژوهش در نشریه Biomass and Bioenergy منتشر شده است.
تفاله قهوه؛ پسماندی با حدود ۱۵ درصد روغن
صنعت جهانی قهوه سالانه حدود ۱۰ میلیون تن دانه قهوه تولید میکند، اما فقط بخشی از ترکیبات دانه وارد نوشیدنی نهایی میشود و باقیمانده جامد پس از دمآوری، اغلب به پسماند تبدیل میشود.
تفاله قهوه مصرفشده بهطور میانگین نزدیک به ۱۵ درصد لیپید یا روغن دارد؛ روغنی که میتواند ماده اولیه مناسبی برای تولید بیودیزل باشد. با این حال، استخراج روغن تنها هدف این فرایند نیست. باقیمانده جامد تفاله نیز شامل سلولز، همیسلولز و لیگنین است؛ ترکیباتی که خود میتوانند برای تولید محصولات زیستی ارزشمند به کار روند.
نقطه بهینه استخراج روغن
گروه پژوهشی URV بررسی کرد که دما، زمان فرایند و مقدار حلال چگونه بر بازده استخراج روغن و کیفیت تفاله باقیمانده اثر میگذارند. آنها از n-هگزان، حلالی متداول برای جداسازی چربیها، استفاده کردند.
به گفته پژوهشگران، شرایط بهینه فرایند عبارت بود از:
- دمای ۴۵ درجه سلسیوس
- مدت ۶۰ دقیقه
- نسبت ۳۵ میلیلیتر هگزان به ازای هر گرم تفاله خشک
در این شرایط، حدود ۹۰ درصد از روغنی که با روش آزمایشگاهی استاندارد «سوکسله» استخراج میشود، بازیابی شد. با این تفاوت که روش پیشنهادی زمان و انرژی کمتری نیاز دارد و از دیدگاه مقیاسپذیری صنعتی میتواند عملیتر باشد.
روغن خالصتر، تصفیه کمتر
روغن بهدستآمده از این روش فقط حدود ۰.۳ درصد ناخالصی داشت؛ در حالی که این مقدار در روغن استخراجشده با روش سوکسله حدود ۳.۹ درصد گزارش شد. خلوص بیشتر میتواند نیاز به مراحل تصفیه اضافی پیش از تبدیل روغن به سوخت را کاهش دهد.
ترکیب اسیدهای چرب نیز در شرایط مختلف استخراج تقریباً ثابت ماند. اسید لینولئیک و اسید پالمیتیک، اجزای غالب روغن بودند؛ ترکیبی که از قابلیت استفاده این روغن بهعنوان خوراک تولید بیودیزل پشتیبانی میکند.
پس از استخراج روغن چه چیزی باقی میماند؟
اهمیت اصلی این روش فقط به استخراج روغن محدود نیست. پژوهشگران تلاش کردند ساختار لیگنوسلولزی تفاله حفظ شود تا بتوان از بخش باقیمانده برای تولید طیف دیگری از مواد استفاده کرد؛ از جمله:
- بیواتانول
- اسید لاکتیک
- پلیهیدروکسیآلکانواتها یا زیستپلاستیکها
- ترکیبات فنولی
- مواد اولیه مورد نیاز برای تولید سوخت هوانوردی پایدار
حذف روغن حتی میتواند مراحل بعدی تبدیل زیستتوده را آسانتر کند؛ زیرا چربیها ممکن است سطح مواد را بپوشانند و دسترسی حلالها، آنزیمها یا کاتالیستها به ترکیبات داخلی را محدود کنند.
مسیری برای زیستپالایشگاههای آینده
این گروه، روش استخراج دستهای با هگزان را با روشهای کمکگرفته از امواج فراصوت و مایکروویو نیز مقایسه کرد. گرچه آن روشها در ابتدای فرایند میتوانند خروج روغن را سرعت دهند، اما در جمعبندی کلی—با درنظرگرفتن خلوص محصول، انرژی مصرفی، بازده و دشواری توسعه در مقیاس صنعتی—برتری قاطعی نشان ندادند.
به باور پژوهشگران، تفاله قهوه میتواند در یک زیستپالایشگاه به چندین محصول تبدیل شود؛ یعنی بهجای دور ریختن یک پسماند، تقریباً از تمام اجزای آن ارزش افزوده تولید شود. چنین رویکردی بهویژه برای بخشهایی مانند حملونقل سنگین و هوانوردی، که برقیسازی آنها دشوارتر است، اهمیت دارد.
نکته مهم: استفاده از هگزان در مقیاس صنعتی نیازمند سامانههای کنترلشده برای بازیافت حلال و جلوگیری از انتشار آن است؛ بنابراین «پایداری» این مسیر تنها به بازده استخراج وابسته نیست و به طراحی ایمن و کمانتشار فرایند نیز بستگی دارد.
منبع علمی
Jorge F. Romero, Alberto Tampieri, Daniel Montané, Magdalena Constantí & Francesc Medina
Systematic evaluation of batch hexane extraction as a scalable pretreatment for the comprehensive valorization of spent coffee grounds
Biomass and Bioenergy, ۲۱ April 2026