Acest articol prezintă analiza ciclului de viață (LCA) a cafelei (Figura 1). Energia totală, emisiile de carbon, utilizarea apei și deșeurile sunt evaluate pe parcursul ciclului de viață al unei cești (100 ml) de cafea. Rezumatul și valorile de mai jos sunt limitate la cea mai comună formă de cafea, care este produsă printr-un filtru de picurare.
Cuprini
fundal
Ce este un LCA?
Un LCA este un acronim pentru evaluarea ciclului de viață. O evaluare a ciclului de viață, sau analiza de la leagănul până la mormânt, este o metodă sistematică utilizată pentru evaluarea ciclului de viață al unui produs sau serviciu. Evaluarea include, în general, dar nu se limitează la: o listă a tuturor intrărilor și ieșirilor, o analiză energetică a tuturor materialelor din amonte utilizate și impactul asupra mediului.
Ciclul cafelei
Creștere și tratament
Înainte de a putea fi consumată cafeaua, aceasta trebuie cultivată și tratată. O plantă de cafea pornește de la un bob. Boabele de la un arbore de cafea sunt plantate în sol. În decurs de 4 până la 8 săptămâni apare un răsad (Figura 2). Răsadul este plasat într-un loc umbrit, astfel încât să nu ardă în lumina directă a soarelui. Răsadul este îngrijit și lăsat să crească în următoarele 9 până la 18 luni, până când atinge aproximativ 2 picioare. Micul arbore de cafea este plantat în pământ. Pomul va da roade peste încă 3 ani, dar nu ajunge la maturitate până la 6 ani. La 6 ani arborele este complet matur și are randamentul optim. Arborele de cafea va produce timp de 20 până la 25 de ani. [1]
Prăjirea
Cafeaua este prăjită pentru a spori aroma boabelor de cafea crudă sau verde. Când boabele de cafea verde sunt prăjite, au loc reacții chimice care îmbunătățesc aroma și, de asemenea, destabilizază cafeaua. Cafeaua destabilizată va rămâne proaspătă aproximativ o lună. Boabele de cafea verde sunt stabile mult mai mult timp. Prin urmare, prăjirea are loc chiar înainte de vânzare către utilizatorul final. [2]
Prăjirea cafelei începe cu sortarea boabelor din resturile care sunt amestecate cu boabele. După ce cafeaua a fost sortată, este cântărită în dimensiunea lotului și plasată în prăjitor. Cafeaua este prăjită oriunde între 3 și 30 de minute, în funcție de rezultatul dorit (Figura 3). Temperatura prăjitorului variază între 188 și 282 de grade Celsius. Durata de prăjire influențează semnificativ aroma cafelei. Cu cât cafeaua este prăjită mai puțin, cu atât culoarea boabelor este mai deschisă la sfârșitul prăjirii. Savoarea prăjirii mai ușoare se caracterizează prin aroma originală sau crudă a cafelei. Aroma originală amintește de solul și climatul în care a fost crescută cafeaua. Cu cât cafeaua este prăjită mai mult, cu atât culoarea boabelor este mai închisă la sfârșitul prăjirii. Cafeaua prăjită mai închisă este mai strălucitoare decât prăjirea ușoară, deoarece căldura extrage uleiurile din interiorul boabelor. Savoarea fripturii mai întunecate este caracterizată de aroma „de friptură”. Aroma de friptură este atât de dominantă încât puțin din aroma originală poate fi gustată.
Transport
Cafeaua este cultivată în toată lumea și este expediată în cea mai mare parte a ei. O mare parte a costurilor de producție și a emisiilor de cafea provin din transportul acesteia. La fabrică, cafeaua este transportată din câmp și între procese. Ieșind din fabrică, cafeaua este expediată în mare parte cu bărci și camioane. Figura 4 arată boabele de cafea mutate la uzina de procesare unde vor fi decojite și uscate. [3]
Producerea berii
Pentru a face o ceașcă de cafea, boabele de cafea trebuie mai întâi măcinate până la consistența potrivită și apoi se trece peste ele apă fierbinte. Procesul este cunoscut sub numele de preparare a berii. Prepararea cafelei se face pentru a extrage aroma cafelei și cofeina din boabele de cafea prăjite. Zațul de cafea nu trebuie fiert cu apă, deoarece acest proces conferă o aromă proastă ceștii de cafea.
Există trei metode distincte de preparare a cafelei: înmuiată, fiartă și sub presiune.
Cafeaua înmuiată se face în mod convențional într-o presă franceză. O presă franceză este un dispozitiv cilindric din sticlă care conține un filtru cu piston metalic care se potrivește strâns în cilindrul de sticlă. Apa fierbinte și cafeaua sunt plasate în presa franceză și lăsate să se infuzeze timp de 5-10 minute. Pistonul este apoi apăsat, separând zațul de cafea de soluția de cafea. Procesul de înmuiere face o ceașcă de cafea mai tare, deoarece zațul de cafea rămâne în contact cu apa fierbinte mai mult timp. Cu cât apa fierbinte rămâne mai mult în contact cu zațul, din zațul de cafea se extrag mai multă aromă și uleiuri de cafea.
Fierberea cafelei este cea mai veche tehnică de preparare cunoscută. Fierberea cafelei se făcea în mod tradițional prin plasarea zațului de cafea și apă într-o oală și fierberea acesteia. Cafeaua nu a fost fiartă mult timp, deoarece aceasta ar face cafeaua să aibă un gust amar. Lichidul a fost turnat într-o cană și consumat. Lichidul ar conține în general niște zaț de cafea, dar majoritatea zațului ar fi pe fundul vasului.
Prepararea cafelei sub presiune are în general două surse de presiune: presiune gravitațională și apă sub presiune.
Prepararea cu presiune gravitațională este cunoscută mai frecvent ca cafea prin picurare. Cafeaua prin picurare este de departe cea mai comună metodă de preparare a berii în SUA. Un filtru este umplut cu zaț de cafea, iar apa fierbinte este lăsată să curgă încet prin zațul de cafea. Gravitația face ca apa fierbinte să curgă în jos prin zațul de cafea. Lichidul se scurge din filtru și este colectat într-un recipient și consumat.
Prepararea cu apă sub presiune este cunoscută mai frecvent ca espresso (exemplu Nespresso D290 ). Un dispozitiv mecanic încălzește și presurizează apa și forțează apa fierbinte să treacă prin niște zaț de cafea. Cafeaua care este preparată folosind această metodă folosește mai mult zaț de cafea pe uncie de cafea lichidă decât orice altă metodă.
Zaț de cafea
După prepararea unei cești de cafea, zațul de cafea rămâne și trebuie aruncat. Cele trei metode comune de eliminare sunt: deșeurile solide, apele uzate și reciclate.
Zațul de cafea care este pus în coșul de gunoi ajunge să fie expediat la o unitate regională de deșeuri solide sau o gunoi.
Zatul de cafea care este spălat în canalul de scurgere este transportat prin apele uzate în conductele de canalizare la stația de tratare a apelor uzate. La stația de epurare, terenurile sunt separate și tratate în conformitate cu protocoalele stației de epurare.
Zatul de cafea care este reciclat este de obicei compostat sau folosit pentru a modifica solul pentru plante. Compostarea zațului de cafea îmbogățește conținutul de azot al compostului. Datorită dimensiunii individuale mici a zațului de cafea, se descompune și se compostează relativ repede. Când zațul de cafea este folosit ca amendament pentru sol, zațul eliberează încet azot și adaugă acid în sol.
Rezultate LCA: O revizuire a resurselor totale utilizate
Sunt prezentate trei tabele pentru a rezuma consumul de energie (Tabelul 1), consumul de apă (Tabelul 2) și emisiile de carbon ale cafelei (Tabelul 3). Trebuie menționat că „procesarea” din tabele include: manipularea și curățarea cafelei verzi, prăjirea, măcinarea, umplerea și ambalarea și condiționarea.
Energie
Consumul de energie pentru fiecare proces este prezentat în Tabelul 1. Energia totală utilizată pentru o ceașcă de cafea produsă este de 1,94 Mega Jouli (aproximativ energia cinetică a două autobuze școlare care călătoresc cu 50 mph). Aproximativ 60% din această energie este folosită aproape de sfârșitul vieții cafelei, unde este preparată și ceașca este spălată, preparată și spălată în Tabelul 1. Această pierdere a eficienței provine din scara mică la care este preparată cafeaua, dar și din cauza eficiența relativă a producătorilor de cafea (plantele mari au modalități de recuperare a energiei, în timp ce produsele de consum nu).
| Proces | MJ la 100 ml |
|---|---|
| Irigare (4000 m^3/ha/an) | 0,24 |
| Producerea berii | 0,86 |
| Spălat | 0,39 |
| Fabricarea de echipamente de ceașcă și cafea | 0,05 |
| Distributie | 0,03 |
| Prelucrare | 0,05 |
| Ambalare | 0,04 |
| Livrare | 0,04 |
| Tratament | 0,11 |
| Cultivare | 0,2 |
| Risipuri de la sfârșitul vieții | -0,07 |
| Total | 1,94 |
Apă
Apa este utilizată pe scară largă în creșterea, prelucrarea și prepararea cafelei. Tabelul 2 prezintă litrii de apă utilizați pentru o ceașcă de cafea produsă. Se presupune că procesarea și livrarea nu folosesc apă la prepararea cafelei cu filtru de picurare. Irigarea a fost de departe cel mai mare utilizator de apă în ciclul cafelei, folosind 28 de litri de apă la o ceașcă (100 ml) de cafea. Adică de 280 de ori mai multă apă decât cei 100 ml din ceașca de cafea.
| Proces | Consum de apă (litri/100 ml) |
|---|---|
| Irigare (4000 m^3/ha/an) | 25 |
| Producerea berii | 1,96 |
| Spălat | 1.22 |
| Fabricarea de echipamente de ceașcă și cafea | 0,07 |
| Distributie | 0,05 |
| Prelucrare | - |
| Ambalare | 0,1 |
| Livrare | - |
| Tratament | 0,13 |
| Cultivare | 0,37 |
| Risipuri de la sfârșitul vieții | -0,07 |
| Total | 28.83 |
Emisiile de carbon
Emisiile de carbon s-au bazat pe un amestec energetic european pentru consumul de energie electrică, combustibil pentru vehicule, proceduri de procesare etc. [3] Tabelul 3 arată emisia fiecărei părți a procesului cu o emisie totală de carbon de 114 grame echivalent dioxid de carbon per o ceașcă de cafea. produs. Cele mai notabile numere sunt fabricarea berii, spălarea și cultivarea; 44,03, 20,87 și, respectiv, 24,37 g de dioxid de carbon echivalent la 100 ml. Emisiile de carbon pentru prepararea berii și spălare provin de la centralele electrice care furnizează energia pentru încălzirea apei. Emisiile pentru cultivare provin în mare parte din echipamentele agricole, cum ar fi tractoarele diesel.
| Proces | g de dioxid de carbon echivalent la 100 ml |
|---|---|
| Irigare (4000 m^3/ha/an) | 6.08 |
| Producerea berii | 44.03 |
| Spălat | 20.87 |
| Fabricarea de echipamente de ceașcă și cafea | 3.29 |
| Distributie | 2,79 |
| Prelucrare | 2,63 |
| Ambalare | 2,79 |
| Livrare | 2,63 |
| Tratament | 8.38 |
| Cultivare | 24.32 |
| Risipuri de la sfârșitul vieții | -3,78 |
| Total | 114.03 |
Referințe
- ↑ Coffee Detective, Descoperirea faptelor despre cafea și cafetierele. Samariah Sampson (2007).
- ↑ Lucruri. Viețile secrete ale lucrurilor de zi cu zi. John C. Ryan și Alan Thein Durning. Northwest Environment Watch (1997).
- ↑Salt la:3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Evaluarea ciclului de viață al cafelei solubile uscate prin pulverizare și compararea cu alternative (filtru de picurare și capsulă espresso) . Sebastien Humbert, Yves Loerincik, Vincent Rossi, Manuele Margni, Olivier Jolliet. Journal of Cleaner Production 17 (2009) 1351–1358.