Den här artikeln presenterar livscykelanalys (LCA) för kaffe (Figur 1). Den totala energin, koldioxidutsläppen, vattenanvändningen och avfallet bedöms över livscykeln för en kopp (100 ml) kaffe. Sammanfattningen och värdena nedan är begränsade till den vanligaste kaffeformen, som produceras genom ett droppfilter.
Innehåll
Bakgrund
Vad är en LCA?
En LCA är en akronym för livscykelbedömning. En livscykelanalys, eller vagga till grav-analys, är en systematisk metod som används för att utvärdera livscykeln för en produkt eller tjänst. Utvärderingen inkluderar generellt men är inte begränsad till: en lista över alla in- och utdata, en energianalys av alla uppströmsmaterial som används och miljöpåverkan.
Kaffecykeln
Odling och behandling
Innan kaffe kan konsumeras måste det odlas och behandlas. En kaffeplanta utgår från en böna. Bönan från ett kaffeträd planteras i jord. Inom 4 till 8 veckor dyker en planta upp (Figur 2). Plantan placeras på en skuggig plats så att den inte brinner i direkt solljus. Fröplantan vårdas och får växa under de kommande 9 till 18 månaderna, tills den når cirka 2 fot. Det lilla kaffeträdet är planterat i marken. Trädet kommer att bära frukt om 3 år till, men når inte mognad förrän 6 år. Vid 6 år är trädet fullt moget och ger sin optimala avkastning. Kaffeträdet kommer att producera i 20 till 25 år. [1]
Stekning
Kaffe rostas för att förstärka smaken av den råa eller gröna kaffebönan. När den gröna kaffebönan rostas sker kemiska reaktioner som förstärker smaken och även destabiliserar kaffet. Det destabiliserade kaffet kommer att förbli färskt i ungefär en månad. Den gröna kaffebönan är stabil mycket längre. Därför sker rostning precis innan försäljning till slutanvändaren. [2]
Kafferostning börjar med att man sorterar bönorna från skräpet som blandas med bönorna. Efter att kaffet har sorterats vägs det upp i satsstorlek och placeras i rosten. Kaffet rostas allt från 3 till 30 minuter beroende på önskat resultat (Figur 3). Temperaturen på rosten varierar allt från 188 till 282 grader Celsius. Längden på rostningen påverkar kaffets smak avsevärt. Ju kortare tid kaffet rostas desto ljusare blir färgen på bönan i slutet av rostningen. Smaken av den lättare rosten kännetecknas av kaffets ursprungliga eller råa smak. Den ursprungliga smaken påminner om jorden och klimatet kaffet odlades i. Ju längre kaffet rostas desto mörkare blir färgen på bönan i slutet av rostningen. Det mörkare rostade kaffet är blankare än det ljusrostade eftersom värmen extraherar oljorna från insidan av bönan. Smaken av den mörkare steken kännetecknas av "roast"-smaken. Stektsmaken är så dominerande att lite av den ursprungliga smaken går att smaka.
Transport
Kaffe odlas över hela världen och fraktas till det mesta. En stor del av kaffeproduktionskostnaderna och utsläppen kommer från dess transporter. På anläggningen transporteras kaffe från fältet och mellan processerna. När kaffet lämnar fabriken levereras det mestadels med båtar och lastbilar. Figur 4 visar kaffebär som flyttas till bearbetningsanläggningen där de kommer att skalas och torkas. [3]
Bryggning
För att göra en kopp kaffe måste kaffebönorna först malas ner till rätt konsistens och sedan körs kokhett vatten över dem. Processen är känd som bryggning. Bryggning av kaffe görs för att extrahera kaffesmaken och koffeinet från de rostade kaffebönorna. Kaffesumpen bör inte kokas med vatten eftersom denna process ger en dålig smak åt koppen kaffe.
Det finns tre olika metoder för att brygga kaffe: blötlagt, kokt och trycksatt.
Dränkt kaffe görs konventionellt i en fransk press. En fransk press är en cylindrisk anordning gjord av glas som innehåller ett kolvfilter av metall som passar tätt i glascylindern. Varmt vatten och kaffe placeras i den franska pressen och får brygga i 5-10 minuter. Kolven trycks sedan ner för att separera kaffesumpen från kaffelösningen. Blöpningsprocessen ger en starkare kopp kaffe eftersom kaffesumpen förblir i kontakt med det varma vattnet längre. Ju längre det varma vattnet är i kontakt med sumpen, desto mer av smaken och kaffeoljorna utvinns från kaffesumpen.
Att koka kaffe är den äldsta kända bryggtekniken. Att koka kaffe gjordes traditionellt genom att man placerade kaffesump och vatten i en kastrull och kokade det. Kaffet kokades inte länge eftersom det skulle få kaffet att smaka bittert. Vätskan hälldes i en kopp och konsumerades. Vätskan skulle vanligtvis innehålla lite kaffesump, men majoriteten av sumpen skulle finnas i botten av grytan.
Trycksatt kaffebryggning har i allmänhet två tryckkällor: gravitationstryck och trycksatt vatten.
Gravity press-bryggning är mer känd som droppkaffe. Droppkaffe är den överlägset vanligaste metoden att brygga i USA. Ett filter fylls med kaffesump och hett vatten får sakta rinna genom kaffesumpen. Tyngdkraften gör att det varma vattnet rinner ner genom kaffesumpen. Vätskan droppar ut ur filtret och samlas upp i en behållare och konsumeras.
Tryckvattenbryggning är mer känd som espresso (exempel Nespresso D290) . En mekanisk anordning värmer och trycksätter vattnet och tvingar det varma vattnet genom lite kaffesump. Kaffet som bryggs med denna metod använder mer kaffesump per uns flytande kaffe än någon annan metod.
Kaffesump
Efter att ha bryggt en kopp kaffe finns kaffesumpen kvar och måste kasseras. De tre vanliga kasseringsmetoderna är: fast avfall, avloppsvatten och återvunnet.
Kaffesump som läggs i papperskorgen hamnar i transport till någon regional anläggning för fast avfall eller soptipp.
Kaffesump som spolas ner i avloppet transporteras via avloppsvatten i avloppsledningarna till avloppsreningsverket. Vid reningsverket separeras marken och renas enligt just det reningsverkets protokoll.
Kaffesump som återvinns komposteras vanligtvis eller används för att förbättra jorden för växter. Att kompostera kaffesumpen berikar kompostens kväveinnehåll. På grund av den individuella storleken på kaffesumpen bryts den ner och komposteras relativt snabbt. När kaffesumpen används som en förbättring av jorden, släpper sumpen långsamt kväve och tillför syra till jorden.
LCA-resultat: En genomgång av totala använda resurser
Tre tabeller presenteras för att sammanfatta energianvändning (tabell 1), vattenanvändning (tabell 2) och koldioxidutsläpp av kaffe (tabell 3). Det bör noteras att "bearbetning" i tabellerna inkluderar: råkaffehantering & rengöring, rostning, malning, fyllning & packning och konditionering.
Energi
Energianvändningen för varje process presenteras i tabell 1. Den totala energianvändningen per en producerad kopp kaffe är 1,94 megajoule (ungefär den kinetiska energin för två skolbussar som färdas i 50 mph). Cirka 60 % av denna energi används nära slutet av kaffets livslängd där det bryggs och koppen tvättas, bryggs och diskas i Tabell 1. Denna förlust i effektivitet härrör från den lilla skala som kaffet bryggs i men också relativ effektivitet hos kaffebryggare (stora anläggningar har sätt att återvinna energi medan konsumentprodukter inte gör det).
| Bearbeta | MJ per 100 ml |
|---|---|
| Bevattning (4000 m^3/ha/år) | 0,24 |
| Bryggning | 0,86 |
| Tvättning | 0,39 |
| Tillverkning av koppar och kaffeutrustning | 0,05 |
| Distribution | 0,03 |
| Bearbetning | 0,05 |
| Förpackning | 0,04 |
| Leverans | 0,04 |
| Behandling | 0,11 |
| Odling | 0,2 |
| Avfall i slutet av livet | -0,07 |
| Total | 1,94 |
Vatten
Vatten används i stor utsträckning vid odling, bearbetning och beredning av kaffe. Tabell 2 redovisar hur många liter vatten som används per producerad kopp kaffe. Bearbetning och leverans antas inte använda något vatten när du gör droppfilterkaffe. Bevattning var den överlägset största användaren av vatten i kaffecykeln, med 28 liter vatten per en kopp (100 ml) kaffe. Det är 280 gånger mer vatten än de 100 ml i kaffekoppen.
| Bearbeta | Vattenanvändning (liter/100mL) |
|---|---|
| Bevattning (4000 m^3/ha/år) | 25 |
| Bryggning | 1,96 |
| Tvättning | 1.22 |
| Tillverkning av koppar och kaffeutrustning | 0,07 |
| Distribution | 0,05 |
| Bearbetning | - |
| Förpackning | 0,1 |
| Leverans | - |
| Behandling | 0,13 |
| Odling | 0,37 |
| Avfall i slutet av livet | -0,07 |
| Total | 28,83 |
Koldioxidutsläpp
Koldioxidutsläppen baserades på en europeisk energiblandning för elanvändning, fordonsbränsle, bearbetningsprocedurer etc. [ 3] Tabell 3 visar utsläppen för varje del av processen med ett totalt koldioxidutsläpp på 114 gram koldioxidekvivalenter per en kopp kaffe produceras. De mest anmärkningsvärda siffrorna är bryggning, tvättning och odling; 44,03, 20,87 respektive 24,37 g koldioxidekvivalent per 100 ml. Koldioxidutsläpp för bryggning och tvätt kommer från kraftverken som ger energin för att värma vatten. Utsläpp för odling kommer till stor del från jordbruksutrustning, som dieseltraktorer.
| Bearbeta | g koldioxidekvivalent per 100 ml |
|---|---|
| Bevattning (4000 m^3/ha/år) | 6.08 |
| Bryggning | 44,03 |
| Tvättning | 20,87 |
| Tillverkning av koppar och kaffeutrustning | 3,29 |
| Distribution | 2,79 |
| Bearbetning | 2,63 |
| Förpackning | 2,79 |
| Leverans | 2,63 |
| Behandling | 8,38 |
| Odling | 24.32 |
| Avfall i slutet av livet | -3,78 |
| Total | 114,03 |
Referenser
- ↑ Kaffedetektiv, avslöjar fakta om kaffe och kaffebryggare. Samariah Sampson (2007).
- ↑ Saker. Vardagens hemliga liv. John C. Ryan och Alan Thein Durning. Northwest Environment Watch (1997).
- ↑Hoppa upp till:3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Livscykelbedömning av spraytorkat lösligt kaffe och jämförelse med alternativ (droppfilter och kapselespresso) . Sebastien Humbert, Yves Loerincik, Vincent Rossi, Manuele Margni, Olivier Jolliet. Journal of Cleaner Production 17 (2009) 1351–1358.