Alimlər istifadə olunmuş qəhvə çöküntüsündən təmiz yanacaq əldə etməyin daha səmərəli yolunu tapıblar

Alimlər qəhvə dəmləndikdən sonra tullantı kimi qalan çöküntünün tərkibindəki yağın böyük hissəsini materialın digər faydalı komponentlərinə zərər vermədən çıxarmağın nisbətən sadə üsulunu müəyyən ediblər. Yeni yanaşma qəhvə tullantılarının bioyanacaq və müxtəlif sənaye məhsullarının istehsalı üçün xammala çevrilməsinə imkan yarada bilər.  Hər fincan qəhvə dəmləndikdən sonra geridə yalnız tullantı deyil, həm də mühüm enerji potensialına malik xammal qalır. Nəm qəhvə çöküntüsündə biodizel istehsalında istifadə oluna bilən qiymətli yağlar, həmçinin bərpa olunan yanacaq, bioplastik və sənaye kimyəvi maddələrinin hazırlanmasına yararlı karbohidratlar və digər birləşmələr mövcuddur.

Universitat Rovira i Virgili (URV) alimləri qəhvə dəmləndikdən sonra qalan çöküntüdən yağın əhəmiyyətli hissəsini materialın digər komponentlərinə ciddi zərər vermədən çıxarmağın nisbətən sadə üsulunu müəyyən ediblər.

Araşdırmanın nəticələri Biomass and Bioenergy jurnalında dərc olunub. 

Tədqiqat qlobal qəhvə sənayesinin yaratdığı böyük həcmdə tullantının səmərəli şəkildə emalına yönəlib.

Dünyada hər il təxminən 10 milyon metrik ton, yəni 11 milyon ABŞ tonu həcmində qəhvə dənəsi istehsal olunur. Lakin dənin yalnız bir hissəsi içkiyə keçir. Qalan bərk maddənin böyük hissəsi dəmlənmədən sonra tullantı kimi atılır.

Qəhvə çöküntüsü kimyəvi baxımdan faydasız tullantı deyil. Onun tərkibində təxminən 15 faiz lipid, yəni yağabənzər maddələr var. Bu isə materialı biodizel istehsalı üçün potensial xammal mənbəyinə çevirir.

Lakin əsas problem yalnız yağı çıxarmaq deyil. Həddindən artıq sərt emal prosesi çöküntüdə qalan sellüloza, hemiselüloza, liqnin və digər qiymətli komponentləri zədələyə bilər.

URV-nin Kimya Mühəndisliyi Departamentinin əməkdaşları Xorxe F. Romero, Alberto Tampieri, Daniel Montane, Maqdalena Konstanti və Fransesk Medina yağın çıxarılmasını maksimum səviyyəyə çatdırmaqla yanaşı, qalıq materialın sonrakı emal üçün yararlı vəziyyətdə saxlanılmasına imkan verən şəraiti araşdırıblar.  Alimlər yağların ayrılması üçün geniş istifadə olunan n-heksan həlledicisindən yararlanıb, temperatur, emal müddəti və həlledicinin miqdarı kimi üç əsas dəyişənin nəticəyə təsirini müqayisə ediblər.

Tədqiqat müəlliflərindən Maqdalena Konstantinin sözlərinə görə, optimal nəticə 45 dərəcə Selsi temperaturda, 60 dəqiqə ərzində və hər qram quru qalıq üçün 35 millilitr heksan nisbətində əldə edilib.

Bu şəraitdə istifadə olunan üsul laboratoriyalarda yüksək məhsuldarlığı ilə tanınan Soxlet ekstraksiyası ilə əldə edilən yağın təxminən 90 faizini çıxarmağa imkan verib. Bununla belə, yeni yanaşmanın daha az vaxt və enerji tələb etdiyi və sənaye miqyasında tətbiq üçün daha əlverişli olduğu müəyyənləşdirilib.

Tədqiqat zamanı əldə edilən yağın təmizliyində də əhəmiyyətli fərq müşahidə olunub. Yeni üsulla çıxarılan yağda çirkləndiricilərin payı cəmi 0,3 faiz təşkil edib. Soxlet ekstraksiyası ilə əldə edilən yağda isə bu göstərici 3,9 faiz olub.

Daha yüksək təmizlik səviyyəsi yağın yanacağa çevrilməsindən əvvəl əlavə təmizlənməyə olan ehtiyacı azalda bilər. Bundan başqa, müxtəlif sınaq şəraitində yağın yağ turşusu tərkibinin sabit qaldığı müəyyən edilib. Onun əsas komponentlərini linol və palmitin turşuları təşkil edib. Bu tərkib qəhvə çöküntüsünün biodizel istehsalı üçün xammal kimi potensialını artırır.

Alimlərin fikrincə, tədqiqatın əsas əhəmiyyəti yalnız yağın əldə edilməsində deyil. Yağ çıxarıldıqdan sonra qalan material da müxtəlif məhsulların istehsalında istifadə oluna bilər.

Tədqiqatçılar qəhvə çöküntüsünün liqnosellülozik strukturunu qorumağa çalışıblar. Bu bitki mənşəli strukturun tərkibində sellüloza, hemiselüloza və liqnin var. Onlar bioetanol, süd turşusu, polihidroksialkanoatlar, fenol birləşmələri və dayanıqlı aviasiya yanacağının istehsalı üçün ilkin xammal kimi istifadə edilə bilər. Yağın əvvəlcədən çıxarılması sonrakı emal mərhələlərini də asanlaşdıra bilər. Çünki yağlar biokütlənin səthini örtərək həlledicilərin, fermentlərin və katalizatorların materialın daxilindəki birləşmələrə çatmasına mane ola bilər. Yağın qalıq materialın strukturunu əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmədən çıxarılması isə çöküntünü sonrakı emal üçün daha əlverişli vəziyyətə gətirir.

Tədqiqatçılar öz üsullarını ultrasəs və mikrodalğadan istifadə edilən ekstraksiya metodları ilə də müqayisə ediblər.

Bu texnologiyalar yağın ilkin mərhələdə daha sürətli ayrılmasına imkan versə də, yağın təmizliyi, enerji sərfiyyatı, səmərəlilik və sənaye miqyasında tətbiqin çətinliyi birlikdə nəzərə alındıqda, onların açıq üstünlüyü müəyyən edilməyib.  Bu səbəbdən alimlər hesab edirlər ki, orta temperatur şəraitində n-heksandan istifadə etməklə partiyalı ekstraksiya daha böyük biorefinayneriya müəssisələri üçün praktik variant ola bilər.  Belə müəssisələrdə məqsəd tullantı materialını yalnız bir məhsula çevirmək deyil, onun tərkibindəki müxtəlif komponentlərdən eyni vaxtda bir neçə faydalı məhsul əldə etməkdir.

Yeni yanaşma, xüsusilə elektrik enerjisindən istifadənin çətin olduğu ağır nəqliyyat və aviasiya kimi sahələr üçün bərpa olunan enerji mənbələrinin istehsalında faydalı ola bilər.  Beləliklə, qəhvə çöküntüsünün emalı üçün yaradılan biorefinayneriya demək olar ki, tullantının bütün hissələrindən faydalı məhsul əldə edə bilər. Yağdan biodizel, qalan liqnosellülozik materialdan isə müxtəlif bioyanacaq və bioloji əsaslı kimyəvi məhsullar istehsal etmək mümkündür.

Tədqiqatçılardan Daniel Montanenin sözlərinə görə, bu yanaşma adətən kifayət qədər istifadə olunmayan qəhvə tullantısının müxtəlif enerji daşıyıcılarına və bioloji əsaslı kimyəvi məhsullara çevrilməsinə, eyni zamanda onun ətraf mühitə yaratdığı mənfi təsirin azaldılmasına imkan verə bilər.

mənbə: scitechdaily.com