Věděli jste, že vaše každodenní ranní káva může pomoci učinit stavebnictví udržitelnějším? Zní to šíleně, ale přesně to se stane! Austrálie ročně vyprodukuje kolem 75 000 tun kávové sedliny, která obvykle končí na skládkách a uvolňuje metan, extrémně škodlivý skleníkový plyn. Nicméně Roychand a kol. publikoval článek v Journal of Cleaner Production v roce 2023 a ukázal, že kávová sedlina – pokud je správně ošetřena – může být cenným zdrojem pro výrobu betonu. Přeměnou kávové sedliny na biouhel pyrolýzou by mohla v budoucnu nahradit přírodní písek v betonových směsích a vyřešit tak několik ekologických problémů najednou. Čtěte dále a zjistěte, jak může vaše káva změnit svět!
Hrady z písku z kávové sedliny? Nepříjemná situace těžby písku
Likvidace organického odpadu představuje velký dopad na životní prostředí, protože jeho rozkladem vznikají skleníkové plyny, jako je metan, který je 21krát škodlivější pro klima než CO2. Uvolňuje se také oxid uhličitý, oxid dusný a amoniak. Významnou část tohoto odpadu tvoří použitá kávová zrna (Spent Coffee Ground (SCG)). Jen v Austrálii se ročně vyprodukuje kolem 75 000 tun kávové sedliny, z nichž velká část končí na skládkách a uvolňuje metan, který výrazně přispívá ke změně klimatu. Proto existuje naléhavá potřeba najít řešení pro recyklaci, která by tento odpad přeměnila na komerčně využitelné zdroje a zároveň snížila emise skleníkových plynů.
Paralelně s problémem organického odpadu je stále rostoucí potřeba stavebního průmyslu po přírodním písku, jehož těžba způsobuje vážné ekologické problémy a problémy s udržitelností. Stavební průmysl proto potřebuje najít alternativní suroviny, aby byla zajištěna jeho dlouhodobá udržitelnost. Předchozí výzkumy ukazují, že betonářský průmysl má velký potenciál využívat různé průmyslové vedlejší produkty a odpady, jako je popílek, struska, sklo, pneumatiky a plasty.
Od odpadu ke stavebnímu materiálu: kávová sedlina ve stavebnictví
Kvůli jejich jemné velikosti částic byla kávová sedlina zkoumána pro různé aplikace ve stavebnictví. Studie však ukázaly, že neupravená kávová sedlina výrazně snižuje pevnost betonu v tlaku a ohybu. Přidání 20 % kávové sedliny jako náhrady jemného písku vedlo po 28 dnech ke snížení pevnosti v tlaku o 44 % a pevnosti v ohybu o 68 %. Podobné negativní účinky byly zjištěny při použití kávové sedliny v keramických materiálech.
Horká zrna: pyrolyzovaná kávová sedlina na záchranu
Kávová sedlina není v přírodní podobě vhodnou náhradou stavebních materiálů. Studie však ukázaly, že pozitivních výsledků lze dosáhnout pyrolýzou kávové sedliny. Během pyrolýzy se organický odpad rozkládá při vysokých teplotách v nepřítomnosti kyslíku a vytváří porézní biouhly bohaté na uhlík. Výzkum ukázal, že přidání aktivního uhlí na bázi kávové sedliny do vzorků malty zvyšuje pevnost v tlaku.
Účinky různých teplot pyrolýzy
Komplexní výzkumný projekt zkoumal použití surové a pyrolyzované kávové sedliny upravené při 350 °C a 500 °C jako náhradu jemného písku v betonu. Výsledky ukázaly, že přidání 5% kávové sedliny významně ovlivnilo pevnost v tlaku, protože organické sloučeniny interferovaly s hydratační reakcí cementových částic. Na druhé straně pyrolyzovaná kávová sedlina při 350 °C (350 CBC) výrazně zlepšila pevnost betonu v tlaku, zejména při náhradě 15 %.
Od espressa po stavební materiál: praktické použití
Austrálie ročně vyprodukuje přibližně 75 000 tun kávové sedliny, kterou lze pyrolýzou při 350 °C zpracovat na přibližně 22 500 tun biouhlu. Tento biouhel lze použít ve stavebnictví jako náhradu jemného písku, což umožňuje výrazné posílení pevnosti betonu a udržitelné využití odpadu.
Environmentální přínosy
Tento projekt poskytuje ekologicky šetrný způsob likvidace organického odpadu a snižuje emise metanu, které jsou 21krát škodlivější pro klima než CO2. Zároveň se snižuje závislost na nepřetržité těžbě přírodních zdrojů pro beton.
Ekonomické a sociální přínosy
Použití biouhlu ve stavebnictví vytváří nový průmysl, který nabízí přímé i nepřímé pracovní příležitosti v celém hodnotovém řetězci. To má ekonomické i sociální výhody a pomáhá vytvářet uzavřený hospodářský cyklus.
Závěr: Revoluce ve vašem poháru
Tato studie prokázala, že pyrolýza mleté kávy při 350 °C vede k významnému zlepšení pevnosti betonu. Použití 350CBC nabízí udržitelné řešení pro stavební průmysl a pomáhá snižovat emise skleníkových plynů. K dalšímu zkoumání použití 350CBC ve stavebním průmyslu je nutné další dlouhodobé testování mechanických vlastností a odolnosti.
Budoucnost stavebního průmyslu by mohla být mnohem udržitelnější a šetrnější k životnímu prostředí díky inovativnímu využití organického odpadu, jako je kávová sedlina.
