咖啡废弃物利用研究初探

咖啡废弃物利用研究初探

张京文1 黄家雄2 吕玉兰∗2 罗世贵1

1.临沧凌丰咖啡产业发展有限公司云南临沧677000 2.云南省农业科学院热带亚热带经济作

物研究所云南保山678000

摘要咖啡鲜果在加工过程中果皮、果胶废弃物约占鲜果重量的69%咖啡带壳豆在脱壳、抛光和分级过程中将产生20%的咖啡豆壳还有无以数计的废水这些废弃物不合理利用将对环境造成严重污染。通过对咖啡果皮、豆壳有机营养物质和矿质养分进行化学测试分析研究结果表明这些废弃物含有丰富的有机营养物质和矿质养分在制酒、生产酒精、动物饲料、生产沼气、燃料炭棒、有机肥料和医药化工等方面具有很高的应用价值和广泛的用途。

关键词咖啡废弃物利用

Preliminary Study on Coffee Waste Utilization

ZHANG Jingwen1,HUANG Jiaxiong2,LV Yulan∗2,LUO Shigui1

(1.Lincang Lingfeng Coffee Industry Development Co.,LTD,Lincang,677000,China;2.Tropical and Subtropical Cash Crop Institute of Yunnan Academy of Agricultural Science,Baoshan,

678000,China)

Abstract:During processing, the coffee pericarp and pectic wastes account for 69%. coffee shells thataccount for 20%of the coffee would be waste when shelling,polishing and grading and there are a lotof waste water that would seriously pollute the environment.According to the organotrophy and mineralelements chemical test and analysis on coffee pericarp, shells, the study results show that the wastes arerich in organotrophy and mineral elements. It has a great and wide application value in wine and alcoholmaking, animal feed,producing methane gas, fuel carbon rod,organic manure and medicine chemicalin du s try.

Keywords:coffee,wastes,utilization

1废弃物种类与数量

咖啡在初加工过程中产生的废弃物有果皮、果胶、豆壳和废水等。据有关部门测定咖啡鲜果中果皮占39%、果肉胶占22% 、湿带壳咖啡豆占39%[4]。 2011年12月对40kg鲜果进行测定其中鲜果皮占39.5%湿带壳豆占38.5%果胶占22%咖啡壳占咖啡带壳豆的20%干重咖啡豆米占80%咖啡干带壳豆与咖啡鲜果干鲜比为1:5.43咖啡干带壳豆仅占鲜果重量的18.42%咖啡豆米与咖啡鲜

基金项目云南省技术创新人才培养项目 2011CI067、农业部“咖啡加工关键技术引进、创新及推广”  2009-Z25临沧咖啡新品种新技术试验示范项目 LF2012-01。

作者简介张京文男 1964年生凌丰咖啡公司副总经理长期从事咖啡生产技术工作。 电话: [phone] E-mail:zjw1964123@163 com。

∗通讯作者 吕玉兰女 1966年生副研究员长期从事咖啡植物营养研究工作 电话 13577561416

E-mail:rjslvyulan@126 com。

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果干鲜比为1:6.79咖啡豆米仅占鲜果的18.42%详见表1与国外试验结果相近。

表1咖啡果皮、豆壳及干鲜比分析结果

品种名称

鲜果:壳豆 鲜果:咖啡豆黄果咖啡 7400 4000 3400 1200 960 240 1:617 1:771紫叶咖啡 19400 12000 7400 3600 2880 720 1:539 1:674Catimor 13200 8200 5000 2800 2240 560 1:472 1:590合计 40000 24200 15800 7600 6080 1520 1:543 1:679

备注试验时间 2011年12月试验地点潞江坝农科院热经所表中鲜带壳豆含22%果胶。

根据试验结果推算 2012年云南省生产咖啡豆米 91784吨[8] 将产生咖啡鲜果皮24.31万吨、果胶肉 13.71万吨和咖啡壳2.30万吨的废弃物还有无以数计的污水。这些废弃物不合理利用将对环境造成严重污染 同时也将造成严重的资源浪费。

2废弃物的营养价值

2013年12月69日在临沧市对咖啡果皮鲜重、干重及水分进行测试经太阳自然晾晒后测得咖啡干物质重量仅占鲜重的15.43%水分含量达84.57% 2014年1月20日经农业部农产品质量监督检验测试中心昆明进一步检测水分含量达9.3%详见表2和表3。 由以上试验得出咖啡鲜果皮含水量为93.87%约等于94%说明咖啡果皮干物质重量仅占鲜重的6%左右。

表2咖啡果皮鲜重、干重及水分测试结果

鲜果皮重/g 果皮干重/g 果皮干重比率/% 鲜果皮含水量/%

3300 450 1364 8636

4250 715 1682 83 18

7550 1165 1543 8457

根据2014年1月20日农业部农产品质量监督检验测试中心昆明检测结果表明咖啡果皮含有丰富的有机营养物质含有蛋白质7.20%、粗脂肪2.66%、总糖18.4%、咖啡因0.83%和VC50.0mg/100g等有机营养物质详见表3。咖啡壳含有蛋白质2.44%、总糖1.19%、咖啡因0.17%和VC20.0mg/100g等有机营养物质。

表3咖啡废弃物有机营养物质测试分析结果

样品



咖啡果皮 93 85 720 266 2144 184 083 500

咖啡豆壳 88 054 244 000 2149 1 19 017 200

备注 2014年1月20日由农业部农产品质量监督检验测试中心昆明检测

经化学分析咖啡果皮含有氮1.15%、磷990 mg/kg、钾4.30%、钙3563mg/kg、镁1413 mg/kg、铁59.8mg/kg、锰252 mg/kg、锌5.90 mg/kg、铜5.78mg/kg、钠65.3 mg/kg和硒0.012 mg/kg等矿质养分详见表4咖啡豆壳含有氮0.39%、磷77.5 mg/kg、钾0.164%、钙712mg/kg、镁348mg/kg、铁20.8 mg/kg、锰

32.6 mg/kg、锌137 mg/kg、铜4.00mg/kg、钠41.0 mg/kg和硒0.033 mg/kg等矿质养分。

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表4咖啡废弃物矿质养分试验分析结果

样品

咖啡果皮 1 15 990 430 3563 1413 598 252 590 578 653 0012咖啡豆壳 039 775 0164 712 348 208 326 137 400 410 0033

备注:2014年1月20日由农业部农产品质量监督检验测试中心昆明检测

从分析结果看出咖啡果皮、豆壳等废弃物含有丰富的有机营养物质和矿质养分具体很高的利用价值 因此开展废弃物综合利用是减少环境污染和变废为宝的重要举措。

3废弃物综的合利用

饲料据印度试验咖啡果皮和豆壳可作为饲料添加剂果皮可按2040%添加作为奶牛饲料添加其它动物饲料宜控制在20%以内推荐猪添加量为16%[1][2][5]。

肥7料据印度试验咖啡鲜果采收时每6吨鲜果要带走养分氮N40kg磷P2O5 313k6g钾K2O52kg[ ] 将导致土壤养分亏缺咖啡皮和豆壳可制生物有机肥料进行还田可补充土壤养分[ ] [ ] 确保土壤养分平衡对促进土地可持续利用具有重要作用。施咖啡果皮、果壳等废弃物制成的肥料还有助于增强咖啡树抗线虫病[2]。

燃料果皮、豆壳晒干后可作为燃料用于咖啡热风干燥等实现资源循环利用剩余灰分可作为碱中和咖啡加工废水。咖啡壳热量高每千克为3.5千卡[1][2] 可制作活性碳或机制碳用于烧烤等日常生活是一种清洁能源每吨咖啡壳可生产0.5吨炭[3]。这些废弃物还可用于生产沼气两吨咖啡果皮沼气的月产量潜力为131米3相当予100升石油的热值[1][2]。剩余沼渣、沼液再作为有机肥还田从而达到废弃物的循环利用和综合利用。

其它咖啡果皮还可以制酒、制醋等据试验每千克鲜果皮可酿果酒0.5千克 15千克可生产1升酒精浓度90% [3]。果皮、豆壳也可通过化学方法提取其中有用的物质如咖啡因、果胶等可用于制药及其它食品工业。

总之咖啡果皮、豆壳等废弃物含有丰富的有机营养物质和矿质养分在生物有机肥、饲料、燃料和医药化工等方面具有广泛用途充分利用咖啡废弃物不仅可减少环境污染还可变废为宝从而实现生物资源的循环利用。

参考文献

[1]文志华,黄家雄等咖啡加工技术[M]昆明云南科技出版社,2010

[2]黄家雄等小粒咖啡标准化生产技术[M]北京金盾出版社,2009

[3]董云萍等咖啡高产栽培技术[M]北京 中国农业出版社,2009

[4]李海泉译咖啡的初加工Coffee Plant ond the Product 125-206 杨雄飞等国外咖啡科技资料汇编[M]景洪云南省热带

作物科学研究所,19987:221-223 

[5]R P Ananda等咖啡浆果的副产品及其综合利用[J] Indian Coffee,1986,50(6) 杨雄飞等 国外咖啡科技资料汇编[M]景洪

云南省热带作物科学研究所,19987:231-234

[6]成翠兰译用咖啡废弃物生产有价值的堆肥[J] Indian Coffee,19967-8 杨雄飞等国外咖啡科技资料汇编[M]景洪云南省

热带作物科学研究所,19987:221-223 

[7]P P Ananda等不同栽培品种小粒咖啡攫取养分数量[J] Coffee Res,199121(1)1-10杨雄飞等 国外咖啡科技资料汇编[M]

景洪云南省热带作物科学研究所,19987:137-139 

[8]农业部南亚办全国热带亚热带作物生产情况2012 [M]北京农业部南亚办,20137

责任编辑 陈德新杨积忠

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