Talog od kave spašava okoliš
Što učiniti sa zocom, popularnim talogom od kave? Evo rješenja: treba ga pomiješati s biorazgradivim polimerom da bi se dobio jeftin i vrlo biorazgradiv kompozitni materijal.
Kada sam prvi put čuo za polimliječnu kiselinu, PLA (polylactic acid), na oči su mi došle suze radosnice: to je prava stvar za zdravlje okoliša! Riječ je o umjetnom polimeru, poznatom i kao polilaktidna kiselina, koji se dobiva uzajamnim povezivanjem molekula mliječne kiseline esterskom vezom, jer mliječna kiselina, CH3CH(OH)COOH, je i kiselina (zbog skupine -COOH) i alkohol (zbog skupine -OH). Jasno je da se sirovina za PLA može dobiti fermentacijom iz svakojakog organskog otpada, jer je mliječnokiselo vrenje rašireno u svijetu mikroba. Još je jasnije da je to biorazgradiv polimer, jer postoje mnoge bakterije koje razgrađuju estere, pa će valjda razgrađivati i ester mliječne kiseline, što PLA po svojoj kemijskoj naravi jest. To je dakle biorazgradivi („zeleni“) polimer koji se usto dobiva biorazgradnjom! Idealno, zar ne?
E, nije. Ne samo zato što ništa u svijetu iskustva ne može biti idealno (što je još prije 2400 godina potanko obrazložio Platon), nego i zato što je biorazgradnja polilaktidne kiseline daleko od idealnoga, ako riječ „idealno“ shvatimo u kolokvijalnom, da ne kažem u krivom značenju. Iako se osnovna sirovina, mliječna kiselina, proizvodi mikrobnom fermentacijom iz obnovljivih izvora – kukuruza, bambusa ili šećerne trske – te su sirovine ipak skuplje i manje dostupne od nafte i zemnog plina od kojih se proizvode polimeri poput polietilena (PE), polietielentereftalata (PTE) ili polivinilklorida (PVC). PLA je, istina, biorazgradiva, ali je biorazgranja vrlo spora: da bi predmet napravljen od nje posve istrunuo trebaju proteći i dvije godine. Može li se tako proizvoditi kompost? Teško.
I evo spasonosnog rješenja, rješenja tipa jedan udarac–dvije muhe, postupka koji i snižava cijenu materijala i ubrzava njegovu biorazgradnju. Rješenje se zove otpad taloga kave (OTK), popularni zoc. Nalazimo ga u drugom ovogodišnjem dvobroju časopisa Kemija u industriji pod naslovom „Zeleni biokompoziti na bazi otpada taloga kave“. Šestero suradnika zagrebačkog Fakulteta kemijskog inženjerstva i tehnologije (Ema Čemerika, Dora Milički, Martina Miloloža, Dajana Kučić Grgić, Krunoslav Žižek i Vesna Ocelić Bulatović) pomiješali su PLA s oslušenim talogom kave te ispitali svojstva novog materijala.
Kako se i moglo očekivati, termička svojstva novog materijala nisu se bitno promijenila: uočeno je svih pet faznih prijelaza (u rasponu temperatarure od 60 – 170 oC). To kažem zato što se nije mogla očekivati kemijska promjena polimera (čitaj: njegova reakcija sa zocom), a samo kemijska promjena, znamo, može izazvati (veću) promjenu fizičkih svojstva tvari. Druga je pak priča kada se novom kompozitu (označenom kao PLA_OTK) doda voda.
Nakon sedam dana vlaženja čista PLA primila je samo 0,37 % vode. Već dodatak od 5 % zoca (PLA_5_OTK) povećao je udio vode na 2,15 % dok je najveći dodatak taloga kave, 20 % (PLA_20_OTK), povisio vlažnost na 7,3 %. To se ne čini mnogo – jer tolika je otprilike vlažnost suhog papira – no ima dalekosežne posljedice.
Te su se posljedice vidjele kada je kompozit PLA_OTK kompostiran, pomiješan s uobičajenim kućnim otpadom (korama voća i povrća) u omjeru 1:1. Mjerenja temperature jasno su pokazala da je maksimum truljenja nastupio nakon tri dana, da bi se bakterije posve razorile kompozit nakon 19 dana. Razlog ubrzanja procesa nije samo vlažnost (vodu najviše privlači zaostali kofein), nego i veća propusnost za zrak. Sve to olakšava posao bakterijama, što se vidi i po površinskom i po dubinskom napadu mikroorganizama, kažu autori spomenutog znanstvenog rada.
No nešto ipak ne kažu. Ne kažu da je OTK sam po sebi pun mineralnih tvari, pa bi kompostiranje novog kompozitnog materijala vodilo ne samo do njegova „zelenog“ zbrinjavanja, nego i do proizvodnje kvalitetnog gnojiva. Već sam na ovim mrežnim stranicama o tome pisao, ukazujući da je biljke moguće gnojiti samo zocem uz dodatak ljuski od jaja (jer u njemu nema kalcija). A što se pak osnovne sirovine tiče, neće je uzmanjkati: u svijetu se godišnje popije kave skuhane iz deset milijuna tona njezina zrna – a dok je kave bit će i zoca.
Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 14 znanstveno-popularnih knjiga.