Tämä artikkeli esittelee kahvin elinkaarianalyysin (LCA) (kuva 1). Kokonaisenergia, hiilidioksidipäästöt, vedenkäyttö ja jätteet arvioidaan kupillisen (100 ml) kahvia elinkaaren aikana. Alla oleva yhteenveto ja arvot rajoittuvat yleisimpään kahvimuotoon, joka valmistetaan tippasuodattimen läpi.
Sisällys
Tausta
Mikä on LCA?
LCA on lyhenne sanoista elinkaariarvio. Elinkaariarviointi eli kehdosta hautaan -analyysi on systemaattinen menetelmä, jota käytetään tuotteen tai palvelun elinkaaren arvioimiseen. Arviointi sisältää yleensä, mutta ei rajoitu niihin: luettelon kaikista panosista ja tuotoista, energia-analyysin kaikista alkuvaiheessa käytetyistä materiaaleista ja ympäristövaikutuksista.
Kahvikierto
Kasvatus ja hoito
Ennen kuin kahvia voidaan käyttää, se on kasvatettava ja käsiteltävä. Kahvikasvi alkaa pavusta. Kahvipuun pavut istutetaan maahan. Taimi ilmestyy 4–8 viikon kuluessa (kuva 2). Taimi sijoitetaan varjoisaan paikkaan, jotta se ei pala suorassa auringonvalossa. Taimia hoidetaan ja sen annetaan kasvaa seuraavat 9-18 kuukautta, kunnes se saavuttaa noin 2 jalkaa. Pieni kahvipuu istutetaan maahan. Puu kantaa hedelmää vielä 3 vuoden kuluttua, mutta kypsyy vasta 6 vuoden iässä. 6-vuotiaana puu on täysin kypsä ja tuottaa optimaalisen satonsa. Kahvipuu tuottaa 20-25 vuotta. [1]
Paahtaminen
Kahvi paahdetaan raakojen tai vihreiden kahvipapujen maun parantamiseksi. Vihreitä kahvipapuja paahdettaessa tapahtuu kemiallisia reaktioita, jotka parantavat makua ja myös horjuttavat kahvia. Epästabiili kahvi säilyy tuoreena noin kuukauden. Vihreä kahvipapu säilyy paljon pidempään. Siksi paahtaminen tapahtuu juuri ennen myyntiä loppukäyttäjälle. [2]
Kahvin paahtaminen alkaa papujen lajittelulla papujen sekaan sekoittuneesta roskasta. Kun kahvi on lajiteltu, se punnitaan eräkokoon ja laitetaan paahtimeen. Kahvi paahdetaan missä tahansa 3-30 minuuttia halutusta lopputuloksesta riippuen (kuva 3). Paahtimen lämpötila vaihtelee 188-282 celsiusasteen välillä. Paahtoaika vaikuttaa merkittävästi kahvin makuun. Mitä vähemmän aikaa kahvia paahdetaan, sitä vaaleampi papu on paahtamisen lopussa. Kevyemmän paahdon makuun on ominaista kahvin alkuperäinen tai raakamaku. Alkuperäinen maku muistuttaa maaperää ja ilmastoa, jossa kahvi on kasvatettu. Mitä pidempään kahvia paahdetaan, sitä tummempi papu on paahtamisen lopussa. Tummempi paahtoinen kahvi on kiiltävämpää kuin vaalea paahto, koska lämpö poistaa öljyt papujen sisältä. Tummemman paahdin maulle on ominaista "paahdin" maku. Paistimaku on niin hallitseva, että alkuperäisestä mausta ei pääse juurikaan maistamaan.
Kuljetus
Kahvia kasvatetaan kaikkialla maailmassa ja toimitetaan suurimmalle osalle siitä. Suuri osa kahvin tuotantokustannuksista ja päästöistä tulee sen kuljetuksesta. Tehtaalla kahvi kuljetetaan autolla pellolta ja prosessien välillä. Tehtaalta poistuessaan kahvi kuljetetaan pääosin veneillä ja kuorma-autoilla. Kuvassa 4 on esitetty kahvimarjojen siirtäminen jalostuslaitokseen, jossa ne kuoritaan ja kuivataan. [3]
Panimo
Kupillisen kahvia varten kahvipavut on ensin jauhettava sopivaksi ja sen jälkeen niiden päälle valutetaan kiehuvaa kuumaa vettä. Prosessi tunnetaan panimona. Kahvin keittäminen tehdään kahvin maun ja kofeiinin erottamiseksi paahdetuista kahvipavuista. Kahvijauheita ei saa keittää veden kanssa, koska tämä prosessi antaa kahvikupiin huonon maun.
Kahvin keittämiseen on kolme erilaista menetelmää: liotettu, keitetty ja paineistettu.
Liotettu kahvi valmistetaan perinteisesti ranskalaisessa puristimessa. Ranskalainen puristin on lasista valmistettu sylinterimäinen laite, joka sisältää metallisen mäntäsuodattimen, joka sopii tiukasti lasisylinteriin. Kuuma vesi ja kahvi laitetaan ranskalaiseen puristimeen ja annetaan hautua 5-10 minuuttia. Tämän jälkeen mäntä painetaan alas ja erotetaan kahvinporot kahviliuoksesta. Liotusprosessi tekee kahvista vahvemman, koska kahviporot pysyvät pidempään kosketuksessa kuuman veden kanssa. Mitä pidempään kuuma vesi pysyy kosketuksissa jauheen kanssa, sitä enemmän makua ja kahviöljyjä uutetaan pois kahvinporista.
Kahvin keittäminen on vanhin tunnettu keittotekniikka. Kahvin keittäminen tehtiin perinteisesti laittamalla kahviporot ja vesi kattilaan ja keittämällä. Kahvia ei keitetty pitkään, koska se tekisi kahvin maun katkeraksi. Neste kaadettiin kuppiin ja nautittiin. Neste sisältää yleensä hieman kahvinporoja, mutta suurin osa jauheista olisi kattilan pohjalla.
Paineistetussa kahvissa on yleensä kaksi paineen lähdettä: painovoimapaine ja painevesi.
Gravitaatiopainehaudutus tunnetaan yleisemmin tippakahvina. Tippakahvi on ylivoimaisesti yleisin valmistusmenetelmä Yhdysvalloissa. Suodatin täytetään kahviporolla ja kuuman veden annetaan hitaasti virrata kahviporojen läpi. Painovoima saa kuuman veden virtaamaan alas kahviporojen läpi. Neste tippuu ulos suodattimesta ja kerätään astiaan ja kulutetaan.
Painevesihaudutus tunnetaan yleisemmin espressona (esimerkki Nespresso D290 ). Mekaaninen laite lämmittää ja paineistaa veden ja pakottaa kuuman veden kahvinporojen läpi. Tällä menetelmällä keitetty kahvi käyttää enemmän kahvijauhetta nestemäistä kahvia kohti kuin mikään muu menetelmä.
Kahvinpurut
Kahvikupillisen keittämisen jälkeen kahviporot jäävät jäljelle ja ne on hävitettävä. Kolme yleistä hävitysmenetelmää ovat: kiinteä jäte, jätevesi ja kierrätys.
Roskiin laitetut kahviporot päätyvät jollekin alueelliselle kiinteälle jäteasemalle tai kaatopaikalle.
Viemäriin huuhtoutuvat kahvinporot kuljetetaan jäteveden kautta viemärilinjoissa jätevedenpuhdistamoon. Jätevedenpuhdistamolla maaperä erotetaan ja käsitellään kyseisen puhdistamon ohjeiden mukaisesti.
Kierrätettävät kahvinporot yleensä kompostoituvat tai niitä käytetään maaperän korjaamiseen kasveja varten. Kahviporojen kompostointi rikastaa kompostin typpipitoisuutta. Kahvijauheen yksittäisen pienen koon vuoksi se hajoaa ja kompostoituu suhteellisen nopeasti. Kun kahvijauhetta käytetään maaperän lisäyksenä, poro vapauttaa hitaasti typpeä ja lisää happoa maaperään.
LCA-tulokset: katsaus käytettyihin kokonaisresursseihin
Kahvin energiankäytöstä (taulukko 1), vedenkäytöstä (taulukko 2) ja hiilipäästöistä (taulukko 3) esitetään kolme taulukkoa. On huomioitava, että "käsittely" taulukoissa sisältää: raakakahvin käsittelyn ja puhdistuksen, paahtamisen, jauhamisen, täytön & pakkaamisen ja käsittelyn.
Energiaa
Energiankulutus kullekin prosessille on esitetty taulukossa 1. Yhtä tuotettua kahvikupillista kohden käytetty kokonaisenergia on 1,94 Mega Joulea (suunnilleen kahden 50 mph:n nopeudella kulkevan koulubussin kineettinen energia). Noin 60 % tästä energiasta käytetään lähellä kahvin käyttöiän loppua, jolloin se haudutetaan ja kuppi pestään, haudutetaan ja pestään taulukossa 1. Tämä tehokkuuden heikkeneminen johtuu kahvin keittämisen pienestä mittakaavasta, mutta myös kahvinpanimoiden suhteellinen tehokkuus (suurilla tehtailla on keinoja ottaa energiaa talteen, kun taas kulutustuotteissa ei).
| Käsitellä asiaa | MJ per 100 ml |
|---|---|
| Kastelu (4000 m^3/ha/vuosi) | 0,24 |
| Panimo | 0,86 |
| Pesu | 0,39 |
| Kuppien ja kahvin valmistusvälineiden valmistus | 0,05 |
| Jakelu | 0,03 |
| Käsittely | 0,05 |
| Pakkaus | 0,04 |
| Toimitus | 0,04 |
| Hoito | 0.11 |
| Viljely | 0.2 |
| Loppuelämän jätteet | -0,07 |
| Kaikki yhteensä | 1.94 |
Vesi
Vettä käytetään laajasti kahvin kasvattamisessa, jalostuksessa ja valmistuksessa. Taulukossa 2 on esitetty vettä, joka on käytetty yhtä valmistettua kahvikupillista kohti. Käsittelyn ja toimituksen oletetaan käyttävän vettä suodatinkahvia valmistettaessa. Kastelu oli ylivoimaisesti suurin veden käyttäjä kahvisyklissä, sillä se käytti 28 litraa vettä yhtä kuppia (100 ml) kohden. Se on 280 kertaa enemmän vettä kuin kahvikupissa oleva 100 ml.
| Käsitellä asiaa | Veden käyttö (litraa/100ml) |
|---|---|
| Kastelu (4000 m^3/ha/vuosi) | 25 |
| Panimo | 1.96 |
| Pesu | 1.22 |
| Kuppien ja kahvin valmistusvälineiden valmistus | 0,07 |
| Jakelu | 0,05 |
| Käsittely | - |
| Pakkaus | 0.1 |
| Toimitus | - |
| Hoito | 0.13 |
| Viljely | 0,37 |
| Loppuelämän jätteet | -0,07 |
| Kaikki yhteensä | 28.83 |
Hiilidioksidipäästöt
Hiilipäästöt perustuivat eurooppalaiseen energiaseokseen sähkön käytölle, ajoneuvojen polttoaineelle, prosessoinneille jne. [3] Taulukossa 3 on esitetty kunkin prosessin osan päästöt, joiden hiilidioksidipäästöt ovat yhteensä 114 grammaa hiilidioksidiekvivalenttia yhtä kupillista kahvia kohden. tuotettu. Merkittävimmät luvut ovat panimo, pesu ja viljely; 44,03, 20,87 ja 24,37 g hiilidioksidiekvivalenttia 100 ml:aa kohti. Panimon ja pesun hiilipäästöt tulevat voimalaitoksilta, jotka tuottavat energiaa veden lämmittämiseen. Viljelyn päästöt tulevat suurelta osin maatalouskoneista, kuten dieseltraktoreista.
| Käsitellä asiaa | g hiilidioksidiekvivalenttia 100 ml:ssa |
|---|---|
| Kastelu (4000 m^3/ha/vuosi) | 6.08 |
| Panimo | 44.03 |
| Pesu | 20.87 |
| Kuppien ja kahvin valmistusvälineiden valmistus | 3.29 |
| Jakelu | 2.79 |
| Käsittely | 2.63 |
| Pakkaus | 2.79 |
| Toimitus | 2.63 |
| Hoito | 8.38 |
| Viljely | 24.32 |
| Loppuelämän jätteet | -3,78 |
| Kaikki yhteensä | 114.03 |
Viitteet
- ↑ Kahvin Detective, paljastaa faktoja kahvista ja kahvinkeittimistä. Samariah Sampson (2007).
- ↑ Tavaraa. Arjen asioiden salaiset elämät. John C. Ryan ja Alan Thein Durning. Northwest Environment Watch (1997).
- ↑Hyppää ylös:3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Sumutuskuivatun liukenevan kahvin elinkaariarviointi ja vertailu vaihtoehtoihin (tippaussuodatin ja kapseliespresso) . Sebastien Humbert, Yves Loerincik, Vincent Rossi, Manuele Margni, Olivier Jolliet. Journal of Cleaner Production 17 (2009) 1351–1358.
