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Erde statt Espresso Kapselkaffeemaschine bekommt neuen Einsatzzweck

| Autor / Redakteur: Dana Hoffmann / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Wenn George Clooney uns in den Werbepausen des Abendprogramms in humorigen Spots mit einem Espresso-Tässchen in der Hand begegnet, ist Kaffeezeit. Doch die Espresso-Systeme haben ein Imageproblem, denn sie ihre Ökobilanz ist verheerend. Dabei ist alles nur eine Frage des Verwendungszwecks: Ungeahnte Möglichkeiten eröffnet die Kapselmaschine im Labor und versucht damit die Ehrenrettung ihrer Art.

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Spanische Wissenschaftler nutzen eine technisch identische Kapsel-Kaffeemaschine, um Bodenutersuchungen durchzuführen.
Spanische Wissenschaftler nutzen eine technisch identische Kapsel-Kaffeemaschine, um Bodenutersuchungen durchzuführen.
(Bild: Nespresso)

Würzburg – Schön am Freitagnachmittag früh Feierabend machen und dann mit einem netten Kaffee auf den Balkon oder – in diesem Sommer – auf die Couch und einfach mal fünf Minuten gar nichts machen, bevor der Freizeitstress einsetzt. Wie man allerdings auf bestem Wege zum koffeinhaltigen Heißgetränk kommt, darüber streiten sich die Geister: türkisch direkt, Filterkaffee wie bei Oma oder per Pad-Maschine oder aus der Kapsel vollautomatisch aufgebrüht?

Die kleinen Aluminiumdosen, die gewöhnlich einen Hauch von Espresso im Namen tragen, gelten als eine sehr gute Möglichkeit, sich schnell und bequem eine einzelne Portion zuzubereiten. Verglichen mit Pad-Maschinen sollen sie das Aroma des Kaffees durch die luftdichte Abpackung zuerst besser bewahren und durch den höheren Betriebsdruck vollmundiger erschließen. Aber für die Gewinnung des Aluminiums wird viel Energie benötigt und anders als bei den anderen Methoden können die Überbleibsel nicht kompostiert werden und landen als Mischabfall unrecycelt im Restmüll.

Dennoch gibt es Einsatzgebiete, in denen die Maschinen adäquat arbeiten und dabei gegenüber herkömmlichen Verfahren sparsamer sein können. Schließlich ist die Maschine schnell angeschafft und aufgestellt. Das dachten sich auch drei Chemiker der Universität Valencia und probierten eine unkonventionelle Bodenanalyse im Labor – mit Erfolg! Sie kauften eine handelsübliche Espresso-Maschine und nahmen kleinere Anpassungen an ihre Bedürfnisse vor. Sie probierten befüllbare kompatible Kapseln verschiedener Fabrikate für und fanden heraus, dass sich Edelstahl- und Kunststoff-Kapseln am besten für ihre Experimente eigneten.

Schnellere Extraktion als mit herkömmlichen Methoden

Die Kapselmaschine wurde schließlich in Kombination mit Flüssigchromatographie mit molekularer Fluoreszenzdetektion zur Bestimmung von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in kontaminierten Böden und Sedimenten eingesetzt. Die Probe bestand jeweils aus 5 g vorbehandelter Erde in nur 50 ml einer 40-prozentigen Azetonitril-Wasser-Lösung bei 72 ± 3 °C. Die Kapseln wurden mit neutralen Stoffen aufgefüllt. Die Extraktionseffizienz der Maschine erwies sich in den Tests als zweckmäßig und die quantitativen Ergebnisse für Stoffe wie Naphthalin, Fluoren, Pyren als angemessen.

[Hier finden Sie die Originalarbeit der Wissenschaftler:

Originalarbeit]

Die Vorteile: Für das Verfahren mit der Kaffeemaschine werden nur 11 Sekunden statt vieler Stunden und eine geringere Menge eines organischen Lösungsmittels benötigt als bei herkömmlichen Verfahren wie der Ultraschall-Extraktion, die auch für einen Abgleich mit Proben aus denselben Quellen angewandt wurden. Die Ergebnisse waren vergleichbar, was das enorme Potential der modernen Kaffeewunder für die Laboranalyse von Feststoffen belegt. Sicherheitshalber wurden weitere Tests mit stark belasteten Proben gemacht, die ebenfalls valide Ergebnisse hervorbrachten.

Neben den genannten Pluspunkten sprechen vergleichsweise geringe Anschaffungskosten und damit auch die System-Verfügbarkeit für die sinnvolle Zweckentfremdung, da keine spezifischen Geräte angeschafft und gegebenenfalls transportiert werden müssen. Der Gehalt an PAK im Boden, der hier untersucht wurde, ist relevant, da sie als umweltschädlich und krebserregend gelten, aber auch weitere Anwendungen sind denkbar, etwa die Untersuchung von Mineralien und die Extraktion von Pestiziden, Medikamentenrückständen oder Weichmachern.

Natürlich ist der Prozess nicht frei von Opfern: Wegen der aggressiven Chemikalien wurden alle eingesetzten Maschinen nach jeweils 10 Extraktionen gründlich auf undichte Stellen untersucht und man muss davon ausgehen, dass die Maschinen der Beanspruchung nicht lange standhalten, was aber beim verhältnismäßig günstigen Anschaffungspreis nicht ins Gewicht fällt.

Alles in allem also eine gute Idee. Nur bei spontaner Lust auf Kaffee in den Laborpausen – dafür dann doch bitte eine andere Maschine verwenden!

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