Smontiamo le cialde (e le capsule).

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Luigi Campanella

Un americano su 2 ha una macchina da caffè con capsule o cialde. Tenuto conto che l’Europa cammina ad una velocità poco inferiore a quella americana e che anche il mercato asiatico è in via di adeguamento a questi numeri si calcola che nel 2025 il giro di affari dei vari tipi di capsule si aggirerà sui 30 miliardi di euro. In Italia 2 famiglie su 5 usano le cialde per un totale di1,5 miliardi di cialde l’anno con un tasso di crescita annua del 13%. Nel.mondo le cialde consumate ammontano a mezzo miliardo di tonnellate. Questi dati giustificano quanto si sta tentando di fare per ridurli a valori più sostenibili. La prima osservazione non può che riguardare lo stile di vita e chiedersi se proprio sia necessario abbandonare la moka per il caffè monouso anche pensando al fine vita: un elettrodomestico elettronico contro un altro più facilmente  smaltibile in quanto più smontabile nei singoli pezzi e ricaricabile nell’uso in modo semplice con un cucchiaino. Ovviamente chi sceglie le cialde fa riferimento alla rapidità con cui si ottiene la bevanda amata ed alla assenza di rischio di bruciare il caffè o di dimenticare il fuoco acceso. Per contrastare le critiche alle cialde i produttori si muovono su varie direzioni a cominciare con lo scaricare sul consumatore la responsabilità di uno smaltimento sostenibile.

L’altro accorgimento è ricorrere a capsule svuotabili fatte in un solo materiale rispetto al.mjx attuale (plastica ed alluminio) con il caffè usato svuotato da conferire nel bidoncino dell’organico. Per agevolare il consumatore alcuni produttori forniscono un apri capsule domestico che con una leggera pressione separa il contenitore dal contenuto. Però nascono allora 2 domande: il guadagno di tempo che fine ha fatto? Perchè non ricorrere alla riutilizzabilità delle capsule con la possibilità di ricaricare con qualunque miscela di caffè e conseguente vantaggio economico? Alcuni produttori raccolgono le capsule usate, separano contenuto da contenitore e riciclano il materiale di questo. L’alluminio è uno degli elementi più facilmente ed economicamente riciclabili con un risparmio energetico del 90% rispetto ai costi di produzione dalle materie prime. Il caffè smaltito è un ottimo concime, specificatamente in relazione alla sua composizione per le culture di riso di cui viene incrementata significativamente la produttività con i conseguenti vantaggi economici ed etici (lotta alla fame.nel.mondo). Una recente opzione del mercato è il ricorso alla cialda fotodegradabile in carta con il vantaggio che si può conferire il tutto nell’organico senza nessuna separazione fra contenitore e contenuto.

L’ultima innovazione viene dalla Svizzera con una sfera costituita da un polimero algale contenente caffè pressato e quindi da potere essere caricato in minore quantità senza incidere sul gusto della bevanda. Come si vede tanti pro e tanti contro, senza parlare dell’aspetto estetico e dell’eleganza dei vari modelli alcuni dei quali smontabili e ristampabili in 3D per le parti danneggiate. Un discorso più scientifico circa il confronto fra le varie possibili soluzioni si può fare con riferimento ai differenti valori della impronta carbonica utilizzando le Public Available Specifications. Una ricerca dell’Università della Tuscia ha fornito i risultati di questo confronto.

La moka ad induzione genera 55-57 g di CO2,la moka a gas 47-59 g, la macchina per il caffè espresso 74-96 g, quella a capsule 57-73, infine quella a cialde 72-92 g. C’è però da precisare che se si considera l’intero ciclo di vita vanno aggiunti ai dati ora forniti le quantità di CO2 prodotta per la produzione e lo smaltimento di cialde e capsule. Ci sono poi da considerare gli imballaggi, tutti a favore della tazzina con moka, solo 0,5 g contro i 6,4 g del caffè in cialde. A questi dati a favore della moka ad induzione si deve poi aggiungere ad ulteriore suo vantaggio che questa consuma meno energia per essere scaldata:6 wattora contro il doppio della macchina a cialde.

Caffè “speciali”.

Claudio Della Volpe

Già in un precedente post dell’amico Gianfranco Scorrano si è ricordato un bell’articolo pubblicato anni fa su J.Chem. Educ. a firma di Marino Petracco della Illycaffè che costituisce certamente ancora un punto di riferimento per chi voglia entrare nel fantastico mondo della chimica del caffè.

A questo aggiungerei anche un secondo articolo raccontato da me più recentemente sempre su queste pagine e dedicato alla modellazione matematica dell’estrazione del caffè espresso; con questa compagnia si può affrontare un tema che va evolvendo meno nella letteratura ma più nella pratica socioeconomica e nella vita di ogni giorno: come sta cambiando il mercato del caffè ed anche la pratica del fare il caffè, il cosidetto specialty coffee (difficile da tradurre esattamente in italiano), ma anche le nuove macchinette del caffè.

Ma il caffè merita tanta attenzione da parte della chimica? Direi proprio di si.

Il caffè viene conteggiato a sacchi da 60kg di semi, di cui si è arrivati a produrne oltre 160milioni e di cui oltre 110 milioni vengono esportati; in effetti i sacchi pesano dai 45 ai 70kg, ma nelle statistiche si considerano da 60kg, sacchi di iuta che di per se non sono il massimo per contenere e trasportare il caffè, già seccato (bianco di solito, ma anche verde). Questi sacchi hanno a loro volta una storia, nel senso che oggi il caffè viaggia spesso in sacchi con una anima di plastica o perfino sottovuoto per conservarne le proprietà organolettiche ed impedirne la variazione o il degrado. Coffee - Wikipedia

Si tratta di quasi 10milioni di tonnellate (10 miliardi di chili, più un chilo a testa) all’anno, prodotte essenzialmente in paesi come Brasile, Vietnam, Indonesia e Colombia, nella fascia tropicale.

Distribuzione geografica della coltivazione del caffè: (r) specie robusta, (a) specie arabica, (m) entrambe

Si dice che il suo valore come merce scambiata sul mercato mondiale sia secondo solo al petrolio, ma comunque si tratta dunque di una merce molto importante che decide le sorti di almeno 25 milioni di produttori nella fascia tropicale del pianeta.

I semi vengono raccolti a mano, quasi sempre da donne, su piccoli alberi della famiglia delle Rubiaceae, del genere Coffea che sono di due specie essenzialmente C. Arabica e C. Canephora o Robusta che si differenziano per una composizione leggermente diversa del seme finale, oltre che per la diversa resistenza ad aspetti climatici. Arabica, meno adattabile alle variazioni climatiche, acquisisce un sapore più delicato, ha un minore contenuto di caffeina e una minore acidità (l’acido del caffè è l’acido clorogenico).

Robusta è quella tendenzialmente dominante come prodotto, ha un sapore più aspro ed è più facile da coltivare. Al momento si dividono il mercato mondiale. Pagato attualmente circa un dollaro a libra al produttore viene rivenduto poi ad almeno 2-3 dollari a libbra nei sacchi ed arriva tostato e macinato nei nostri supermarket ad almeno 10-12 euro al kilo.

Ovviamente anche qui l’effetto covid ha sballato completamente il mercato, questi erano i valori di qualche anno fa.

Il frutto è di un rosso vivace e contiene due bacche che a maturazione sono bianche o anche ancora verdi. Le bacche vengono essiccate al sole e i due semi interni sono la merce esportata.(in realtà esistono almeno due metodi diversi di essiccazione, washed in acqua e natural al sole e le loro varianti)

Anche questi semi da soli possono essere consumati in vario modo; originariamente pare venissero mangiati e ci sono varie leggende sulla scoperta delle proprietà del caffè; culturalmente siamo nel mondo arabo; Mokha è una città yemenita, una volta principale porto sul mar Rosso e i turchi sono stati i primi consumatori sociali di caffè in locali, che sono poi diventati anche i nostri.

La varietà climatica che caratterizza le aree di produzione del caffè è all’origine delle diverse tecniche di coltivazione. In generale, si distinguono le “piantagioni in ombra” dalle “piantagioni al sole”. Nelle prime, tipiche della policoltura tradizionale, il caffè viene coltivato in appezzamenti di superficie inferiore ai dieci ettari e in forma semi-intensiva. Solitamente tale produzione viene praticata nelle zone collinari e montuose dell’America Centrale e del Sud (ad esclusione del Brasile) da piccoli coltivatori che vendono il raccolto agli esportatori locali, a volte con l’intermediazione di cooperative. L’esportatore, che a sua volta rivende il caffè ai trader internazionali, agisce nei confronti del produttore da monopsonista (ossia un solo compratore a fronte di molti venditori con una inevitabile compressione dei guadagni dei produttori): il compratore è price-maker, mentre il produttore ha un potere quasi nullo di contrattazione e deve subire il prezzo che gli viene imposto. In tale contesto, la ridotta dimensione non avvantaggia di certo i piccoli produttori che hanno uno scarsissimo potere contrattuale.
Le piantagioni al sole, invece, sono realizzate su grandi estensioni di terreno (tipiche del Vietnam e del Brasile) e con processi per quanto possibile automatizzati e, come tali, in grado di offrire una maggiore redditività per ettaro coltivato. In Brasile, ad esempio, i grandi latifondisti coltivano il caffè in vaste piantagioni a produzione intensiva, gestendo le varie fasi della catena del valore fino alla vendita del caffè verde alle società esportatrici che operano nei porti di imbarco.

https://agriregionieuropa.univpm.it/it/content/article/31/15/dinamiche-del-mercato-internazionale-del-caffe

Questa descrizione ci fa capire meglio cosa c’è dietro al mercato del caffè ed alle colonnine che vediamo in alcuni supermercati che cercano di vendere caffè “altro”.

Le piante sono soggette a varie malattie tipicamente fungine (la ruggine del caffè) che sono tenute sotto controllo con antifungini, e che colpiscono di più la Arabica; il cambiamento climatico antropogenico modificherà certamente il mercato in futuro.

Il passo successivo è la tostatura, che però non avviene per forza nei paesi di origine ed è fortemente condizionato dai modi di consumare il caffè.

Il caffè è una bevanda ottenuta con una numerosa serie di diversi modi di estrarre i componenti dei semi tostati, denominati a quel punto chicchi, abbastanza acida e con un forte contenuto di caffeina. Questi due aspetti condizionano fortemente i modi di consumarla.

La caffeina, che le piante sintetizzano contro insetti ed artropodi, nell’uomo genera eccitabilità; è un alcaloide naturale presente nelle piante di caffè, cacao, , cola, guaranà e mate e nelle bevande da esse ottenute e viene eliminata con una cinetica del primo ordine: è metabolizzata nel fegato dal sistema enzimatico citocromo P450 ossidasi, dove viene convertita in tre dimetilxantine, che contribuiscono a potenziare l’effetto della caffeina (che è la stessa molecola che si trova in the e cacao):

Nel caffè verde non ancora tostato la concentrazione di caffeina è maggiore; mentre la tostatura produce reazioni di Maillard con la formazione di nuovi prodotti prima non presenti.

C’è una straordinaria varietà di tecniche di preparazione utilizzate tradizionalmente nei diversi paesi, si va dal caffè bollito, caffè turco, caffè percolato e caffè sottovuoto a metodi di infusione (caffè filtro a goccia e caffettiera Napoletana, per gravità) e i metodi a pressione italiani (Moka ed espresso) a cui si sono aggiunti in tempi recenti i metodi basati sulle cartucce metalliche o plastiche, eventualmente molto meglio la cialda di carta. I metodi basati sulla capsula metallica o plastica, tutti basati sull’idea di “conservare “ l’aroma del caffè devo dire che li considero assurdi perché hanno trasformato in un residuo ingestibile un materiale prezioso che può essere invece facilmente usato come una utile aggiunta organica al terreno; i miei fondi di caffè fanno da molti anni e in gran maggioranza questa fine: li raccolgo dalla moka e li metto nell’orto; usare i contenitori di alluminio o di altro materiale rende i fondi del caffè un materiale complicatissimo da smaltire: che assurdità consumista e anche un po’ scema!

Abbasso le cialde metalliche! Il caffè macinato anche al grezzo si può tranquillamente conservare in un contenitore ermetico col tappo anche in frigorifero, come fa mia cognata Franca, per ridurre ogni perdita di aroma e metterlo in caffettiera usando un apposito dosatore di plastica, che personalmente uso da decenni, sempre lo stesso.

Al contrario le cialde metalliche sono un aggravio incomprensibile e del tutto di marketing, una boiatina commerciale che si maschera da qualità.

Comunque sia l’uso delle cialde è una aggravante ambientale. Ovviamente non tutti sarebbero d’accordo con me e del problema cialde ne abbiamo già parlato.

Del tutto diverso il discorso dello specialty coffee.

Qua il discorso si fa complesso; l’idea di base è sapere cosa si consuma e poterlo controllare il più possibile; mettere bocca sulla filiera del caffè insomma, ma anche sui modi in cui le operazioni lo trasformano, operazioni che nel tempo sono sempre più sfuggite al nostro controllo.

Ricordo benissimo quando ero un ragazzino ormai più di 60 anni fa a Napoli. Il caffè si comprava verde e si tostava sul fuoco con un dispositivo che era una pentola di ferro con un lungo manico per non scottarsi ed una manopola per ruotare i chicchi mentre erano sul fuoco; era un modo primitivo certo, ma che ti consentiva di operare direttamente sia come acquirente che come trasformatore.

Poi venne il momento che si compravano i chicchi tostati e si macinavano a casa; anche qui la macinazione era una operazione che si faceva a mano, ambitissima da noi ragazzini; poi si passò ad un macinacaffè elettrico che fu uno dei primi elettrodomestici in quel di Napoli.

Quanti ricordi! Dal fatto che il colore del caffè tostato era basilare per la scelta; troppo tostato, troppo scuro, maschera il sapore e tende ad abbassare la qualità perché permette di recuperare chicchi in stato non proprio perfetto (abbiamo visto che il trasporto può influire sulla qualità). Il colore dovrebbe essere giudicato sul chicco non sulla polvere, perché la polvere tende a sembrare più scura a causa delle dimensioni dei granellini che più sono piccoli più trattengono la luce per riflessione ed assorbimento; pensate al “nero” dei metalli; il “nero” di platino è semplicemente platino molto rugoso che sembra nero ma è lucentissimo a livello micro; idem con qualunque polvere che fa l’effetto assorbimento, come le superfici dei panelli FV insomma.

Fra gli elementi che influiscono partiamo dall’umidità; il caffè inizialmente ne contiene un 11-12%, ma tende ad assorbirne dall’ambiente se troppo umido; poi c’è il problema della miscelazione che tende a mediare tutti i caratteri compresi i difetti; se ci fate caso si tratta sempre di “miscela” di caffè; e in quella parolina, miscela, c’è tutto il trucco non necessariamente chiaro e favorevole al consumatore.

Lo “specialty coffee” tende proprio a chiarire meglio tutti questi passaggi e a fare del caffè finale un prodotto di cui si sa cosa è esattamente, prima di tutto scegliendo un luogo di provenienza (come è coltivato all’ombra o al sole? e dove?) e poi il trattamento, dall’essiccazione, al trasporto, alla conservazione e alla tostatura finale.

Dietro a questo c’è un problema di costi e di prezzi; oggi noi tendiamo a pagare la tazzina al bar un euro circa; è troppo o è molto e chi ci guadagna? E’ un argomento complesso e non mi azzardo ad entrare in questa terra incognita. Comunque anche a 20 euro al kilo (ma anche al supermercato le miscele costano meno) nel costo della tazzina i 5-7 grammi di caffè iniziali dell’espresso contano 10-14 centesimi. Il grosso sono la rendita fondiaria (il fitto del locale) e il lavoro; e qua casca anche l’asino ossia il “nero” (lavoro nero) che è così comune nelle piccole imprese (nero che si confonde col nero eccessivo del caffè troppo tostato).

D’altronde è anche vero che non è detto che la cultura del caffè a Napoli garantisca un caffè migliore di quello di altre città, casomai nordeuropee, dove il caffè si fa in modo del tutto diverso, i costi generali sono più alti e soprattutto le procedure di trasporto, conservazione, arrostimento ed estrazione, etc sono del tutto diverse; diciamo che è bene che se ne parli.

Una critica che vorrei fare a me stesso, prima di tutto, è l’uso dello zucchero nel caffè; che razza di bevanda è una bevanda nella quale per rendere il sapore sopportabile occorre mettere tanto zucchero, un cucchiaino di zucchero da 3-4 g anche in una tazzina di caffè lungo da 30-40ml corrisponde ad una concentrazione che azzera ogni contributo del caffè, è una sorta di ammazzacaffè; in questo ancora una volta mia sorella, figlia e moglie che han deciso da tempo per il caffè amaro mi danno una lezione di gusto e anche di buon senso.

Per apprezzare il caffè occorre berlo amaro e se no cambiare miscela o modo di farlo.

Voi che ne pensate?

Per approfondire i vari aspetti oltre le citazioni contenute nell’articolo consiglio questi link che ho consultato:

https://www.intechopen.com/chapters/71528

https://pages.uoregon.edu/chendon/coffee_literature/

https://sca.coffee/research/protocols-best-practices

https://it.wikipedia.org/wiki/Caff%C3%A8

http://www.coffeeresearch.org/science/sourmain.htm

Fare un buon caffè: chimica e matematica a braccetto.

Claudio Della Volpe

Un recentissimo lavoro pubblicato sulla rivista Matter, ha affrontato il problema di come fare un caffè espresso buono e usandone il meno possibile. E’ il risultato del lavoro di un gruppo di fisici e matematici fra i quali spicca il chimico C.H. Hendon, Università dell’Oregon che è noto per i suoi studi sul caffè, tanto da essere soprannominato Dr. Coffee.

Si tratta di un lavoro interdisciplinare che ha cercato di modellare in modo esatto la procedura per fare il caffè espresso. Già, ma cosa è il caffè espresso?

As historically defined by the Specialty Coffee Association, an espresso is a 25–35 mL (ca. 20–30 g) beverage prepared from 7–9 g of ground coffee made with water heated to 92°C–95°C, forced through the granular bed under 9–10 bar of static water pressure and a total flow time of 20–30 s.

Di fatto poi questa regola generale non viene sempre rispettata; ma a parte questo la stessa regola presenta margini di ambiguità; dal punto di vista chimico si tratta di una estrazione in fase liquida e sarebbe bene definire il caffè espresso rispetto alle componenti estratte.

Sfortunatamente il numero di tali componenti è molto elevato, stiamo parlando di circa 2000 diverse specie molecolari, e dunque la definizione del caffè espresso in termini delle sue precise componenti non è al momento disponibile e forse non lo sarà mai; ci si limita a stabilire i dettagli del metodo.

Il lavoro dunque si è focalizzato su quegli aspetti del metodo estrattivo che possono comportare modifiche significative.

 

Accordingly, the Specialty Coffee Association advises that coffee most frequently tastes best when the proportion of extracted dry mass is in the range 17%–23%. Coffee beverages with EYs exceeding 23% typically taste bitter, while those below 17% are often sour. Furthermore, concentration (often referred to as beverage strength) plays another key role in coffee beverage production.

Dunque una prima definizione si rifà alla quantità di estratto, che deve essere compresa fra il 17 e i 23% della massa secca; se si rimane sotto la bevanda risulta troppo acida, mentre se si eccede risulta troppo amara.

Un’altro aspetto è la concentrazione finale del’estratto, che però non è stato analizzato in modo prevalente anche se è elemento importante per il consumatore; ci si è concentrati sul processo e sulla resa totale, dunque ci si è messi dal punto di vista di chi fa il caffè espresso in modo commerciale, il bar o il locale interessato.

Il modello usato è schematizzato nella figura seguente.

Come si vede i grani ottenuti dalla macinazione del caffè sono descritti come di due tipologie; questa separazione dimensionale è una caratteristica ottenuta sperimentalmente dall’analisi del risultato della comune macinazione fatta in apparecchiature standard. Il risultato di questa bimodalità è abbastanza importante per vari motivi.

Da una parte l’estrazione come abbiamo visto deve essere non troppo alta né troppo bassa, dall’altra sarebbe più facile da modellare considerando che essa avvenga solo in rapporto alle dimensioni medie e dunque all’area superficiale del caffè ed alla velocità di estrazione.

Ma ci sono altri fenomeni, come per esempio che date le differenze di dimensioni dei grani il flusso del liquido estrattivo non è regolare e comporta un intasamento del flusso dovuto all’accumulo differenziale delle particelle più fini.

In definitiva la bimodalità dei grani innesca delle irregolarità del flusso di liquido che portano ad una estrazione diversa da quella preventivata.

Alla fine gli autori raccomandano nell’uso del caffè per espresso di usare caffè macinato più grossolano e di usare meno acqua nell’estrazione; questo comporta anche un’aumento della concentrazione della bevanda finale.

Una delle conseguenze di questra strategia è di ridurre i costi di preparazione del caffè e le quantità di caffè richieste per singola tazza, con valori che possono raggiungere il 30%.

Sarebbe secondo loro anche un modo per rendere il caffè più sostenibile; voi che ne dite?

 

Si veda anche:

https://www.inverse.com/science/most-efficient-way-to-make-coffee

Energia dagli scarichi della macinazione del caffè.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Mauro Icardi

In Sudamerica a partire dal 2010 è stato dato l’avvio al progetto “Energy from coffee Wastewater”.

L’obiettivo e quello di affrontare il cambiamento climatico e proteggere le risorse idriche trattando gli scarichi prodotti dalle piantagioni di caffè, e di affrontare i problemi ambientali e sanitari che le acque reflue di questo settore possono provocare. Il progetto ha coinvolto in una prima fase otto piantagioni di caffè del Nicaragua e dieci dell’Honduras.

Il progetto è poi stato esteso ad altri paesi. L’America latina produce circa il 70% del caffè mondiale ed è il continente dove si trova circa il 30% delle risorse di acqua dolce del pianeta.

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La produzione di caffè però genera una grande quantità di acque reflue che viene scaricata nei fiumi senza alcun tipo di trattamento prima dello scarico, causando problemi alla fauna e alla flora acquatiche e alle comunità situate a valle di questi scarichi. L’acqua di questi fiumi viene utilizzata per lavare il bucato, o per uso potabile, ma le popolazioni di questi paesi lamentavano l’insorgere di dermatiti e infestazione da parassiti.

Oltre a questo problema relativo al rilascio incontrollato di acque reflue si sommavano tonnellate di rifiuti organici ad elevata tossicità, che danneggiavano il suolo e generavano una considerevole emissione di gas serra (principalmente metano).

La tecnologia impiegata prevede l’utilizzo di semplici digestori in materiale plastico dotati di una camera stagna e interrati, che di solito trovano largo impiego nelle comunità rurali di paesi come la Cina per esempio. Lo schema è decisamente molto semplice.

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In questo modo si sono riuscite a trattare praticamente tutte le acque reflue, e nello stesso tempo si è ridotta del 50% la percentuale dell’acqua utilizzata per il lavaggio dei chicchi di caffè da inviare alla successiva tostatura e macinazione.

Il biogas prodotto è stato utilizzato sia nelle abitazioni per uso di riscaldamento e cucina, sia per alimentare gli impianti di macinazione del caffè.

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Donna in Nicaragua che cucina con biogas

Questo progetto che è fondamentalmente molto semplice ha permesso di rendere sostenibile la coltivazione del caffe, e allo stesso tempo di salvaguardare gli ecosistemi di queste zone del centro America che sarebbero stati irrimediabilmente compromessi.

Il progetto sta per essere introdotto in Brasile dove la contaminazione e l’inquinamento idrico di vaste zone del paese è un problema noto da tempo, in Perù e si pensa di estendere l’iniziativa in Africa e in Asia.

Gli scarti di lavorazione del caffè sono da considerarsi con caratteristiche simili a quelli “tipici” dell’industria alimentare. In particolare con concentrazioni di sostanza organica (COD,BOD) da 10 a 100 volte quelli degli scarichi civili. Potrebbero contenere in tracce pesticidi, sostanze organiche di difficile degradabilità e alcaloidi.

Il trattamento anaerobico ha rendimenti elevati ma tende a produrre un BOD residuo con valori superiori a quello aerobico. Vista però la situazione di assoluta deregolamentazione degli scarichi in questi paesi, si tratta in ogni caso di un miglioramento notevole.

La produzione di fanghi è minore rispetto al trattamento aerobico (fino a cinque volte inferiore). A questo va aggiunta la relativa semplicità di installazione e di conduzione e il minor costo energetico (niente impianti di ossigenazione che sono quelli che arrivano ad assorbire circa il 50% o più dell’energia elettrica in un impianto di depurazione tradizionale.)

Impianti di questo tipo possono essere anche mantenuti in fase di ridotto carico o di fermata per lungo tempo senza che il processo ne risulti compromesso. Il successivo riavvio è rapido (alcuni giorni) e questa caratteristica può essere sfruttata non solo per l’industria del caffè, ma per tutte le lavorazioni agricole stagionali.

La produzione di metano e di circa 0,35 N m3/Kg COD rimosso. La convenienza e la possibilità di adottare il trattamento anaerobico è da prendere in considerazione a partire da concentrazioni di COD pari a 1500/3000 mg/lt. Nel caso dei reflui delle piantagioni sudamericane questo valore varia dai 18000 mg/lt fino ai 30000 mg/lt.

Un esempio di recupero di biomasse e acque reflue in paesi dove è possibile il verificarsi di problemi sanitari e di compromissione grave degli ecosistemi che non può che essere incoraggiato.

E anche un modo semplice ed efficace di ridurre gas serra come il metano, e produrre energia a scala locale preservando foreste di alberi nativi che prima venivano tagliati per essere utilizzati nelle stufe a legna ora sostituite da quelle a biogas.

Un impianto pilota situato Diriamba in Nicaragua ha prodotto 200.000 kWh di energia con un risparmio di 40000 dollari. Nel contempo un utilizzo più attento dell’acqua per il lavaggio dei chicchi di caffè ha ridotto il quantitativo di acqua per il lavaggio del caffè a meno di 250 m3/anno.

www.utizcertified.org

‘Na tazzulella ‘e cafè!

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

 a cura di Gianfranco Scorrano, già Presidente della SCI

 Una tazza di caffè! In quanti modi l’abbiamo preparata (e gustata)!

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I più vecchi tra di noi ricorderanno le prime “napoletane” usate fino oltre al secondo dopoguerra per preparare, in casa, qualche tazza di caffè. I due raccoglitori con il manico, uno riempito d’acqua, che veniva poi scaldata e quando pronta, mettendo sotto sopra il contenitore, fatta scorrere attraverso il caffè, in modo da raccogliere nel secondo contenitore il caffè.  caffe2

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Da allora le cose sono ovviamente progredite con la caffettiera tipo Bialetti, dalla quale siamo poi passati a quelle con le cialde e quindi alla Nespresso che è una delle più in voga.

caffe4caffe5Cosa ci aspetta nel futuro? La più grossa sorpresa ci viene da Argotec, l’azienda di giovani ingegneri torinesi che l’ha realizzato insieme a un Noto Marchio Italiano: una macchina per fare il caffè nello spazio! Tra l’altro il primo esperimento sarà fatto dalla spedizione in cui parteciperà l’astronauta italiana Samantha Cristoforetti, la cui missione di lunga durata inizierà il prossimo 23 novembre 2014.

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La macchina per il caffè è una interessante costruzione, come si vede dal prototipo Argotec. Ovviamente, come racconta Claudia Di Giorgio su Sapere, preparare e consumare un caffè, cioè una roba che si fa a pressione e a temperature (75° C) assolutamente proibitissime nello spazio, non è una banalità, ma comporta raffinate competenze in materia di controllo del trasferimento di calore, dinamica dei fluidi e altre faccende ingegneristicamente esoteriche, visto che deve a) resistere alle sollecitazioni del lancio b) lavorare in microgravità e c) fare un caffè eccellente.

Ma passiamo ad un po’ di chimica. Ci aiuta un bell’articolo pubblicato da Marino Petracco, sul Journal of chemical education, 82,1161 (2005), in cui l’autore, che lavorava nella Illycaffè, racconta come nasce e cosa c’è nel caffè. Rimando i curiosi all’articolo per i dettagli.caffe7

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Delle molte piante appartenti alla famiglia delle Rubiacee, le due importanti sono la Caffea arabica e la Caffea canefora (detta anche robusta), L’arabica rappresenta più dei 2/3 della produzione mondiale. Appena raccolte le bacche contengono due chicchi di caffè che vengono destinati ai centri di tostamento.

Il caffè (arabica) appena raccolto contiene circa il 12% di umidità, più del 50% di carboidrati, 16% di lipidi, e 10% di materiale proteico. Nell’arabica vi è l’ 1,2% di caffeina e il 6,5% di acido clorogenico (come si vede dalla figura 2 non c’entra il cloro; il nome deriva dal greco: chloros (=verde pallido) e ghennao (=genero) dal momento che, ossidato, genera appunto un colore verdino).

caffe9Figura 2 Acido clorogenico

La differenza maggiore tra robusta e arabica è il maggiore contenuto di caffeina (2,2%), il minore contenuto di lipidi (10%) e il più alto contenuto di acido clorogenico (10%). La presenza di robusta, meno costosa, in miscela con l’arabica è facilmente determinata analizzando la presenza del diterpene 16-metossi cafestolo, specifico per

la specie canefora

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Figura 3 16-metossicafestolo

Naturalmente il caffè appena colto non è edibile ed è necessario procedere alla tostatura. Una procedura che avviene in condizioni abbastanza drastiche (fino a 25 bar di pressione interna nei chicchi, e fino a temperature esterne di 220°C): in queste condizioni mentre il contenuto di caffeina e di lipidi rimane quasi intatto, la quantità di zuccheri e di aminoacidi invece decresce sostanzialmente (reazione di Maillard). E’ facile apprezzare come la tostatura porti alla formazione di centinaia di sostanze, ancora non tutte identificate.

Per il riconoscimento, le moderne tecniche gas cromatografiche, accoppiate a quelle di spettrometria di massa, facilitano le analisi. Da notare la tecnica GC-olfattometrica che richiede di controllare l’uscita dei prodotti dal cromatografo “sniffando” l’odore del gas di trasporto in corrispondenza dell’uscita del picco.

La tecnica chimica della estrazione con solvente (acqua) di prodotti inglobati in un solido (caffè) porta comunque ad un efficiente risultato: una bella tazza di caffè, un utile momento di riposo gioioso. Talvolta la chimica fa bene.

Per approfondire: http://www.coffeeresearch.org/science/sourmain.htm

A proposito di cialde.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Luigi Campanella, ex presidente SCI

Caffè in cialde, capsule, filtri, altro…..una sempre più ampia fascia di mercato : ogni anno si consumano un miliardo di capsule nella sola Italia, che corrisponde a circa il 10% del consumo mondiale. Il problema è che queste cialde (quelle in plastica con dentro il caffè) e  capsule (quelle in alluminio con dentro il caffè) non sono oggi riciclabili: sono fatte da materiali riciclabili (la plastica e l’alluminio sono perfettamente recuperabili in quanto prodotti di ottima qualità, mentre il residuo interno è ottimo compost), ma vanno nel rifiuto secco in quanto le loro componenti non sono materialmente separabili per inserirle nei rispettivi contenitori**. Se si pensa che per produrre un chilogrammo di capsule servono 4 Kg di acqua, 2 Kg di petrolio e 22Kwh di energia elettrica questo dato è ancora più negativo.

Nel Brevetto n. 1209914 registrato a Roma il 14.03.1984 l’inventore del trovato, Guglielmo Lucentini, spiega chiaramente le ragioni originarie della sua invenzione. Questa concerne un contenitore o capsula forata a struttura rigida precaricata con polvere di caffè atta all’inserimento nelle macchine per il caffè di ogni tipo. E’ nota la difficoltà di caricamento delle caffettiere familiari del tipo Moka con la polvere trasferita con cucchiaini  e simili in quanto la polvere stessa trasborda e il quantitativo ottimale si manifesta di imprecisa determinazione. Scopo dell’invenzione è anche quello di ridurre il tempo di preparazione del caffè consumato sia in casa che al bar, eliminando l’azione manuale di dosaggio della polvere di caffè ed evitando la sua dispersione accidentale.

Le notizie dai media ci informano oggi sulla nascita delle capsule biodegradabili di recente introduzione: non richiedono trattamenti speciali, non contengono metalli pesanti e non vanno smaltite con i rifiuti organici (come altri prodotti di Mater-Bi® sono compostabili, ma non nel compost casalingo). Esse biodegradano completamente in tutte le situazioni di smaltimento:
– discarica
– sotterrate o riversate nei rifiuti
– ambienti agricoli o sotto sorveglianza a causa di erosioni e sono dichiarate conformi a tutti gli standard approvati (ASTM, ISO, FDA, SCF, EFSA), quindi in rispetto dei criteri indicati nella direttiva 94/627CE.
– ASTM D 5209: Metodo Standard di test per determinare la Biodegradazione   Aerobica di Materiali Plastici in presenza di fango proveniente da acque di scolo Comunali
– ASTM D 5338: Metodo Standard di test per determinare la Biodegradazione Aerobica di Materiali Plastici sotto condizioni di compostaggio controllate
– ASTM D 5511: Metodo Standard di test per la determinazione della Biodegradazione Anaerobica di materiali plastici sotto condizioni di digestione anaerobica degli Alto-Solidi
– ISO 14855: Determinazione della biodegradabilità aerobica e della disintegrazione finale di plastiche sotto condizioni di compostaggio controllate
Conformità al contatto alimentare:
– FDA (Food and Drug Administration)
– FSA (Food Security Assessment)
– EFSA (European Food Safety Authority)
Test di tossicità:
– Summer Barley Test
– Cress Test
– Earthworm Acute Toxicity test
– Daphnia, test

** Nota: ne esistono anche in carta di riso con contenitore separabile di alluminio