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咖啡渣出圈

2020-04-02

纺织科学研究 2020年3期
关键词:面料咖啡

对于起早贪黑的上班族来说,咖啡的存在可以说是“曾经用来消遣,现在用来保命”。在城市的各商圈中,星巴克、Luckin 等咖啡店络绎不绝;在写字楼里,咖啡机几乎已成标配。有数据统计,全球每年约消耗12000亿杯咖啡,与此同时,每年至少累计产出800万吨咖啡渣。

咖啡在制备过程中会产生大量的咖啡渣,约占咖啡干豆的2/3。大部分咖啡渣最终被填埋,并会排放约50.4亿公斤的二氧化碳,简直就是个隐形的二氧化碳“制造器”,给环境造成了污染。但废料咖啡渣中仍然含有许多有用成分,如碳水化合物45.3%、脂质约14.4%~15%、蛋白质约13.6%、灰分1.6%以及多酚11.05~13.24 mg/g 等[1]。

“面料圈”——节能环保 性能优良

早在2009年,中国台湾兴彩实业就研制出了新一代环保有机棉代替材料——“咖啡纱”。其自创的名为S.Café®面料就是在排汗纤维中加入回收的咖啡渣,通过环保的方式加工、纺纱织就而成。

值得一提的是,由于冲煮咖啡的过程自然就带走了杂质,S.Café®咖啡纱在制造过程就不需要再经过高温碳化;穿过的S.Café®服装只需清水洗涤,不需要化学洗涤剂的添加即可恢复布料机能;并且老旧破损的S.Café®服装丢弃后可以自然分解,不仅大幅节省了能源的使用,减少了二氧化碳的排放,而且免去了垃圾回收处理问题,达到了资源循环和可持续利用。此外,这一高科技环保面料还具有快干、防紫外线等特性。

“印染圈”——花样融合 安全透气

台湾兴采实业继推出环保咖啡纱后,又推出了“P4DRY ™ 咖啡渣印花技术”,这项技术可应用在2.5 层印花布料上。P4DRY ™是利用咖啡渣自身物理特性及专利萃取技术,把咖啡渣纳米研磨后,转化成印花材料。

P4DRY ™ 环保咖啡渣舒适印花可以直接接触皮肤,快速吸湿排汗,实验证实印上P4DRY ™的布料与没有使用的布料相比,排湿效果快30%;此外还能吸附身上的异味,达到异味控制的效果。即使是与咖啡纱不同属性的面料产品,也能在完整保留面料特性的基础上,使得印花涂层与面料不相斥,保证较好的吸湿、控味功能。

如今兴彩实业已是全球100多个知名品牌,包括Timberland、Hugo Boss、Vaude、Puma 等运动服及其他机能性成衣品牌的首选面料供应商。

若是认为将咖啡渣加入到纤维中的工艺对咖啡渣的利用不够有代表性的话,别急,以咖啡渣为纤维原料的咖啡炭纤维随即面世了。

喜 娘 新娘踏进门呀,养子中状元;新娘过门垫呀,姑爷做府又做县,姑爷走在前呀,起厝又买田……一拜天地,二拜高堂,夫妻对拜,送入洞房…….

上海纺织集团充分利用了咖啡渣吸附异味、除湿导汗快的特点,把咖啡渣回收再利用。咖啡炭纤维的生产过程绿色环保:首先,选择适合纺丝并具有特定功能的咖啡炭粉,利用废弃的咖啡渣,经过1000℃以上的高温煅烧,使咖啡渣的晶体向与孔隙呈现最佳状态,运用最新的纳米技术微粉化,研磨成100~300 纳米级粉体;其次,是经特殊的工艺加工制成纤维母粒,确定一定含量的母粒与聚酯切片共混,再利用设计特别的喷丝板制成咖啡炭纤维。

咖啡炭长丝纵向较平直,表面存在大量的斑点,说明纤维表面有咖啡炭粉分布;咖啡炭纤维横截面有随机分布的微小炭粉微粒存在,同时,纤维内部有些微小的孔隙,有助于提高咖啡炭制品的透通性和吸湿性。由于炭粉为较强的消光剂,在普通日光下,咖啡炭长丝色泽呈深灰色[2]。

试验显示,咖啡炭纤维比一般聚酯纤维升温效果好,手感滑糯、悬垂性好、色泽能和,更具有优良的蓄热保暖、除臭、吸湿透气、抑菌、防紫外线等多重功效。穿上咖啡炭纤维服饰,不仅可以享受咖啡带来的自然、温暖的舒心感,还能够有清爽舒适的触觉。适用于制造贴身穿着的服装,比如近几年市场上流行的“发热内衣”。

“蜗居圈”——居家低耗 精致温馨

咖啡渣不仅在纺织产业范围内能有所应用,它也可以有一些触手可及的小应用。

咖啡渣中含有约2%的氮,可以提供细菌所需的能量,将有机物转变成肥料。将咖啡渣平铺在盆栽土壤表层上,可防止杂草丛生以及阻止蛞蝓和蜗牛的侵犯。咖啡渣还可以降低土壤的pH 值,使得土壤呈现微酸性,能够有效帮助喜欢酸性土壤的植物开出更美丽更鲜艳的花朵,如玫瑰、山茶、杜鹃花等。若将干燥后的咖啡渣与培养土混合,并铺在花盆的最下层,可以使下层土壤较结实,水分与空气的流通较良好,有效助长根部的发育。

哥伦比亚设计师Adrián Pérez和Mauricio Carvajal 更是巧妙地运用咖啡渣与泥土酸碱值相似的特性,设计了一款能够种出蘑菇的咖啡机。该咖啡机内部就是一个小小的生态系统,设计是让冲煮后剩下的咖啡渣保留在机器内成为培养蘑菇的养分,而咖啡渣缝隙也能让湿气和氧气流动,只需浇点水,大约20 天蘑菇就能收成了。

咖啡渣经过处理后能够产生类似于活性炭的多孔结构,可用作吸附剂,在爱车和新房中放置,也可起到吸附异味和甲醛的作用。

海南大学食品学院别出心裁的采用咖啡渣为原料,开发出了既具有纯正咖啡香,又具有协调的发酵香,风味、口感宜人的低度发酵型咖啡酒。

除此之外,咖啡渣还可以与蜂蜜混合制成膏状面膜,具有收缩毛孔、使皮肤细腻的功效;也是浴盐的替代品,能更好的去角质、嫩肤,咖啡渣颗粒还比浴盐更不容易融化,能做到与皮肤更好的摩擦;在处理咖啡渣的过程中,还可提炼制成咖啡香皂、洗发乳、沐浴乳、精油等其他美容产品。

看来,不仅咖啡渗入进了我们的生活,咖啡渣更是悄无声息融入到我们的衣食住行中,带来别样精彩的“低碳生活圈”。

“鞋履圈”——除臭干爽 高端时尚

近年来,阿迪达斯、锐步和彪马等大型企业致力于推出环保材质的鞋履产品,也有许多小众企业主打环保材质。

德国小众高端鞋履品牌nat-2 也推出了一款由回收咖啡和回收塑料瓶为原料制作的奢侈品球鞋Coffee 系列,主要采用了“回收咖啡渣、咖啡豆和咖啡树”等为原料。球鞋采用中性设计,而且Coffee 系列完全在意大利手工生产,整体设计也是低调奢华的高街风格,回收咖啡制品制成的面料质感也非常出众,整个鞋面有一半以上来自回收咖啡制品。看上去像是高端麂皮面料,事实上来自回收PET 塑料瓶,其它材质也都是非常环保的,完全来自植物的衍生产品。

芬兰公司Ren Origina 研制出一款由回收咖啡渣制成的防水运动鞋。据了解,制作Rens 运动鞋时首先将咖啡渣和回收的塑料颗粒混合物纺成聚合物纱线,然后将纱线编织在防水膜上,确保脚在任何条件下都能保持干爽。“每双Rens 都使用了来自21 杯咖啡和6个塑料瓶的废弃物。此外,简约的设计使制造过程能够使用更少的资源并减少浪费。”Rens 品牌负责人介绍道。

一般情况下,咖啡渣产生的微小孔隙可以捕捉异味,并使鞋子的外层快速干燥,比一般的功能性聚酯快200%。更重要的是,咖啡具有防紫外线特性,这意味着可以使鞋面颜色保持更持久的亮度,其抗菌特性更适合应用于鞋类产品上。

“机能圈”——重磅出击 动力十足

众所周知,资源的枯竭是全球共同面对的棘手难题,想不到的是,咖啡渣居然也能为此作出不小的贡献。

福特汽车公司牵手麦当劳,用咖啡渣制造汽车零部件。咖啡豆皮在低氧下加热到高温,将其与塑料和其他添加剂混合,可以制成颗粒状的耐用材料来强化某些车辆零件。这种咖啡豆皮复合材料符合许多汽车零部件的质量要求,包括车灯外壳、引擎盖下的一些零部件等。需要强调的是,使用这一材料制成的零部件较当前零部件重量轻约20%,并且在模制过程中所需的能源减少约25%。使用咖啡渣制成的零部件,不仅能够充分利用资源,还将为汽车制造行业带来新材料,汽车零部件变得轻,汽车耗油量将减少,还能减少二氧化碳的排放量。

英国科技企业bio-bean 与能源企业Argent Energy 集团进行合作,花了4年时间成功研制出以咖啡渣为原料的生物燃料,可供公交车使用。其实,咖啡渣中生物油的含量与传统生物柴油原料(油菜籽,棕榈油和豆油)一样多,完全可以用来提炼生物燃料,因此bio-bean 与其合作伙伴Argent Energy 将搜集来的咖啡渣加工、提炼成一种混合的B20 生物燃料,供巴士使用。且由于咖啡具有很高的抗氧化剂含量,因此产生的咖啡基燃料比传统生物柴油更稳定。用它做汽车燃油,不仅能减少10%~15%的二氧化碳排放量,转化后留下的固体还可以转化为乙醇或用作堆肥。Bio-bean称:到目前为止,他们已生产出6000 升咖啡油,足够一辆公共汽车使用一年,消耗了约255万杯咖啡产生的咖啡渣废料。

除此之外,bio-bean 还将咖啡渣转化为新型优质生物燃料 Coffee Logs。咖啡完全燃烧时,所放出的热量比木材还要高,郊外烧烤的燃烧材料使用Coffee lags,更快、更香、更环保!

“装配圈”——打破传统 标新立异

咖啡渣有其自身独特的物理特性,加以利用可制成面料、鞋履、生物燃料。但是,咖啡渣“摇身一变”可以制成时尚产品,你相信吗?

来看看这质感特别的首饰和纹理独特的灯罩吧!

这些新颖、特别的首饰,出自于英国设计师Adam Fairweather 的“Green cup”计划,Adam 与珠宝设计师Rosalie McMillan 合作,创新利用咖啡渣和回收来的聚苯乙烯合成了这一系列成品的原材料——Çurface。它独特的质感和色泽打破了用金、银等稀有材料制成珠宝的传统。

灯罩则是出自一个年轻的中国设计团队ZHEKAI.ZHANG,该团队遵循可持续设计的理念,探索处理废弃咖啡渣的新可能性,由此设计开发了“COFFIRE”系列的吊灯与台灯。COFFIRE 这个系列的灯罩是由景德镇的优质瓷土制成,使用咖啡渣作为着色材料,以此来模仿大理石的纹理。

这种具有生态意识的可色方法来源于古老的坑烧技术。在低温烧成过程中,会释放出生物油,糖和盐等化学元素,在它们相互的氧化作用下,就会在陶瓷表面产生粉色效果。而且与传统的坑烧相比,咖啡渣代替了传统坑烧作为着色可料的有毒金属,确保了产品的安全。通过这种熏烧工艺制作出来的灯罩,由于湿度、浓度和温度的关系,表面纹理和颜色各不相同,自然形成了大理石肌理般的效果,这是任何釉都无法做到的效果。

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