LCA of coffee/sv

Denna artikel presenterar livscykelanalys (LCA) för kaffe (Figur 1). Den totala energiförbrukningen, koldioxidutsläppen, vattenanvändningen och avfallet bedöms över livscykeln för en kopp (100 ml) kaffe. Sammanfattningen och värdena nedan är begränsade till den vanligaste formen av kaffe, som produceras genom ett droppfilter.

En LCA är en förkortning för livscykelanalys. En livscykelanalys, eller vagga-till-grav-analys, är en systematisk metod som används för att utvärdera livscykeln för en produkt eller tjänst. Utvärderingen inkluderar i allmänhet men är inte begränsad till: en lista över alla input och output, en energianalys av alla uppströms material som används och miljöpåverkan.

Innan kaffe kan konsumeras måste det odlas och behandlas. En kaffeplanta börjar med 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 bränns i direkt solljus. Plantan sköts och får växa under de kommande 9 till 18 månaderna, tills den når cirka 60 cm. Det lilla kaffeträdet planteras i marken. Trädet kommer att bära frukt om ytterligare 3 år, men når inte mognad förrän efter 6 år. Vid 6 år är trädet fullt moget och ger optimal avkastning. Kaffeträdet kommer att producera i 20 till 25 år. ^{[ 1 ]}

Kaffe rostas för att förbättra smaken på den råa eller gröna kaffebönan. När den gröna kaffebönan rostas sker kemiska reaktioner som förstärker smaken och även destabiliserar kaffet. Det destabiliserade kaffet håller sig färskt i ungefär en månad. Den gröna kaffebönan är hållbar mycket längre. Därför sker rostning strax innan försäljning till slutanvändaren. ^{[ 2 ]}

Kafferostning börjar med att bönorna sorteras från skräpet som blandats med bönorna. Efter att kaffet har sorterats vägs det i satsstorlek och placeras i rostningsanläggningen. Kaffet rostas i allt från 3 till 30 minuter beroende på önskat resultat (Figur 3). Temperaturen i rostningsanläggningen varierar från 188 till 282 grader Celsius. Rostningstiden påverkar kaffets smak avsevärt. Ju kortare tid kaffet rostas, desto ljusare blir bönans färg i slutet av rostningen. Smaken av den ljusare rostningen kännetecknas av kaffets ursprungliga eller råa smak. Den ursprungliga smaken påminner om jorden och klimatet som kaffet odlades i. Ju längre kaffet rostas, desto mörkare blir bönans färg i slutet av rostningen. Det mörkare rostade kaffet är glansigare än det ljusa rostade eftersom värmen extraherar oljorna från bönans insida. Smaken av den mörkare rostningen kännetecknas av "rostad" smak. Rostningssmaken är så dominant att lite av den ursprungliga smaken kan smakas.

Kaffe odlas över hela världen och skeppas till större delen av den. En stor del av kaffeproduktionskostnaderna och utsläppen kommer från transporterna. På fabriken transporteras kaffe med lastbil från fältet och mellan processer. När det lämnar fabriken transporteras kaffet mestadels med båtar och lastbilar. Figur 4 visar kaffebär som flyttas till bearbetningsanläggningen där de ska skalas och torkas. ^{[ 3 ]}

För att kunna göra en kopp kaffe måste kaffebönorna först malas ner till rätt konsistens och sedan rinna över dem med kokande vatten. Processen kallas 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 till koppen kaffe.

Det finns tre olika metoder för att brygga kaffe: blötlagt, kokt och trycksatt.

Blötläggning görs vanligtvis i en french press. En french press är en cylindrisk anordning av glas som innehåller ett metallfilter som sitter tätt i glascylindern. Varmt vatten och kaffe placeras i french pressen och får brygga i 5–10 minuter. Kolven trycks sedan ner och separerar kaffesumpen från kaffelösningen. Blötläggningsprocessen ger en starkare kopp kaffe eftersom kaffesumpen förblir i kontakt med det varma vattnet längre. Ju längre det varma vattnet förblir i kontakt med kaffesumpen, desto mer av smaken och kaffeoljorna extraheras från kaffesumpen.

Att koka kaffe är den äldsta kända bryggtekniken. Kokning av kaffe gjordes traditionellt genom att placera kaffesump och vatten i en kanna och koka det. Kaffet kokades inte länge eftersom det skulle göra kaffet bittert. Vätskan hälldes i en kopp och konsumerades. Vätskan innehöll vanligtvis lite kaffesump, men majoriteten av sumpen fanns på botten av kannan.

Trycksatt kaffebryggning har generellt två tryckkällor: gravitationstryck och trycksatt vatten.

Bryggning med tryck under tryck är mer känt som droppkaffe. Droppkaffe är den absolut vanligaste metoden att brygga i USA. Ett filter fylls med kaffesump och varmt vatten får långsamt rinna genom kaffesumpen. Tyngdkraften får det varma vattnet att rinna ner genom kaffesumpen. Vätskan droppar ut ur filtret och samlas upp i en behållare och konsumeras.

Tryckvattenbryggning är mer känt som espresso (exempel Nespresso D290 ). En mekanisk anordning värmer och trycksätter vattnet och tvingar det varma vattnet genom kaffesumpen. Kaffet som bryggs med denna metod använder mer kaffesump per uns flytande kaffe än någon annan metod.

Efter att man bryggt en kopp kaffe finns kaffesumpen kvar och måste kasseras. De tre vanliga kasseringsmetoderna är: fast avfall, avloppsvatten och återvinning.

Kaffesump som slängs i soporna transporteras till någon regional avfallsanläggning eller soptipp.

Kaffesump som spolas ner i avloppet transporteras via avloppsvatten i avloppsledningarna till avloppsreningsverket. På avloppsreningsverket separeras och behandlas kaffesumpen enligt det specifika reningsverkets protokoll.

Återvunnet kaffesump komposteras vanligtvis eller används för att förbättra jorden för växter. Kompostering av kaffesumpen berikar kvävehalten i komposten. På grund av kaffesumpens individuella lilla storlek bryts den ner och komposteras relativt snabbt. När kaffesumpen används som ett förbättringsmedel för jorden frigör sumpen långsamt kväve och tillför syra till jorden.

Tre tabeller presenteras för att sammanfatta energianvändningen (tabell 1), vattenanvändningen (tabell 2) och koldioxidutsläppen för kaffe (tabell 3). Det bör noteras att "bearbetning" i tabellerna inkluderar: hantering och rengöring av råkaffe, rostning, malning, fyllning och packning samt konditionering.

Energianvändningen för varje process presenteras i tabell 1. Den totala energiförbrukningen per producerad kopp kaffe är 1,94 megajoule (ungefär den kinetiska energin hos två skolbussar som kör i 80 km/h). Cirka 60 % av denna energi används mot slutet av kaffets livslängd, där det bryggs och koppen diskas, bryggning och diskning i tabell 1. Denna effektivitetsförlust härrör från den lilla skalan i vilken kaffe bryggs, men också från den relativa effektiviteten hos kaffebryggare (stora anläggningar har sätt att återvinna energi medan konsumentprodukter inte har det).

Vatten används i stor utsträckning vid odling, bearbetning och tillagning av kaffe. Tabell 2 visar hur många liter vatten som används per producerad kopp kaffe. Det antas att bearbetning och leverans inte använder något vatten vid tillverkning av droppfilterkaffe. Bevattning var den absolut största vattenanvändaren i kaffecykeln, med 28 liter vatten per kopp (100 ml) kaffe. Det är 280 gånger mer vatten än de 100 ml som finns i kaffekoppen.

Koldioxidutsläppen baserades på en europeisk energiblandning för elanvändning, fordonsbränsle, bearbetningsprocedurer etc. ^{[ 3 ]} Tabell 3 visar utsläppen från varje del av processen med ett totalt koldioxidutsläpp på 114 gram koldioxidekvivalenter per producerad kopp kaffe. De mest anmärkningsvärda siffrorna är bryggning, tvättning och odling; 44,03, 20,87 respektive 24,37 g koldioxidekvivalenter per 100 ml. Koldioxidutsläppen för bryggning och tvättning kommer från kraftverken som tillhandahåller energi för att värma vatten. Utsläppen för odling kommer till stor del från jordbruksutrustning, som dieseltraktorer.