Kavne usedline bodo uporabili za proizvodnjo betona
Kaj imata skupnega kava in gradnja? Razen tega, da si gradbinci kdaj pa kdaj privoščijo skodelico te tople pijače, bolj malo. Vse do zdaj. Z novo tehniko, ki so jo razvili avstralski znanstveniki, je mogoče iz odpadne kavne usedline izdelati beton. In ta beton je do 30 odstotkov močnejši od navadnega.
To lahko naredijo s pomočjo metode, ki se imenuje piroliza in s katero želijo večino odpadne kave preusmeriti za uporabo v gradbenih projektih, kar bi lahko pozitivno vplivalo tudi na okolje.
S to metodo je ekipa znanstvenikov proizvedla biooglje, stranski proizvod, podoben oglju, in z njim nadomestila del peska, potrebnega za izdelavo betona.
»Najboljšo betonsko mešanico smo dobili z bioogljem, pridobljenim iz odpadne kavne usedline, piroliziranim pri 350 stopinj Celzija, ki smo ga uporabili kot delno zamenjavo peska (15 odstotkov peska),« je za portal FoodIngredientsFirst pojasnil Rajeev Roychand, glavni avtor raziskave z univerze RMIT.
Tehnika pridelave, omenjena v raziskavi, naj bi bila tudi »energetsko učinkovitejša«, saj zahteva nižje temperature od običajnih.
»Običajno piroliza zahteva veliko energije, saj je treba temperaturo dvigniti na 700 do 900 stopinj,« pravi Shannon Kilmartin-Lynch, soavtor študije in raziskovalec na univerzi RMIT.
Inženirji univerze trdijo, da je ta metoda prva, ki dokazuje, da je mogoče odpadno kavno usedlino uporabiti za izboljšanje betona.
»Razvoj procesnih parametrov za izboljšanje fizikalno-kemijskih in mikrostrukturnih lastnosti biooglja, pridobljenega iz izrabljene kavne usedline, je trajal približno eno leto,« je povedal Roychand in dodal, da je ekipa naletela na kar nekaj izzivov. Izvedba »popolnoma zasnovanega« eksperimentalnega dela pa je trajala še tri mesece.
Ko je ekipa začela z dodajanjem surove izrabljene kavne usedline v beton, se je zaradi »visoke vsebnosti organskih snovi« soočila z oviro, da so se organske spojine iz usedline pretopile v beton. »To je znatno oviralo razvoj trdnosti betona,« je pojasnil Roychand.
Nato so se lotili izboljšanja »fizikalno-kemijskih in mikrostrukturnih lastnosti«, da bi bili organski odpadki združljivi z uporabo v betonu.
Še en izziv, s katerim so se soočili znanstveniki, je bila optimizacija energije, potrebne za predelavo odpadnega materiala, ki so jo rešili z »znižanjem temperature predelave«. Druga ovira je bilo običajno segrevanje materiala, saj ga izpostavljanje zraku oziroma kisiku po besedah raziskovalcev zažge in spremeni v pepel.
»Osredotočili smo se na zmanjšanje emisij in ohranitev ogljika, zato smo preučili omejevanje dostopa kisika. Na koncu smo dobili obdelan stranski proizvod, ki je znatno povečal trdnost betona, ko smo ga uporabili kot nadomestek za pesek,« poudarja Roychand.
Potreba bo recikliranju odpadne kave se kaže tudi v statističnih podatkih. V Avstraliji letno nastane približno 75 milijonov kilogramov odpadne mlete kave, ki večinoma konča na odlagališčih. Po vsem svetu pa se na leto proizvede kar 10 milijard kilogramov kavnih usedlin.
Nova študija tako izpostavlja, da je mogoče »100 odstotkov od 75.000 ton« odpadne izrabljene kavne usedline uporabiti v konstrukcijskem betonu.
»Navdih za naše delo je bil najti inovativen način uporabe velikih količin odpadne kave v gradbenih projektih, namesto da bi šla na odlagališča – da bi kavi dali drugo priložnost za življenje,« navaja Roychand.
Jie Li, soavtor raziskave in vodja raziskovalne skupine na RMIT, medtem dodaja, da lahko s pristopom »krožnega gospodarstva« preprečijo, da bi organski odpadki končali na odlagališčih, hkrati pa bolje ohranijo naravne vire, kot je pesek.
»Nenehno pridobivanje naravnega peska po vsem svetu – običajno iz rečnih strug in bregov – zaradi hitro rastočih potreb gradbene industrije močno vpliva na okolje,« je pojasnil.