Turning wasted water into coffee pulping for agricultural impact! | (कृषि प्रभाव के लिए बर्बाद पानी को कॉफी पल्पिंग में बदलना )

कॉफ़ी दुनिया की सबसे लोकप्रिय वस्तुओं में से एक है। अगस्त 2024 तक, भारतीय कॉफी का निर्यात 1.19 अरब डॉलर का था, जिसमें 2023 की इसी अवधि की तुलना में साल-दर-साल 45 प्रतिशत की वृद्धि हुई है। उच्च निर्यात कीमतों और विशेष रूप से इंस्टेंट कॉफी की बढ़ती मांग से प्रेरित है। रूस और तुर्की जैसे देश।

इस स्पष्ट वृद्धि के साथ, भारतीय कॉफी उद्योग आज अपने जल उपयोग, उप-उत्पाद प्रबंधन और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन से संबंधित कई पर्यावरणीय चुनौतियों का सामना कर रहा है। कॉफ़ी उत्पादन के दौरान, एक कप ब्रांडेड कॉफ़ी के लिए जल पदचिह्न लगभग 140 लीटर और एक किलोग्राम कॉफ़ी के लिए 20,000 लीटर होता है। इसके कुछ उप-उत्पाद, कॉफी उत्पादन श्रृंखला की स्थिरता के बारे में मुख्य चिंताओं में से एक, 10 मिलियन टन से अधिक कृषि कॉफी अवशेष, साथ ही बड़ी मात्रा में बर्बाद पानी और फसल अवशेष शामिल हैं।

कम उपयोग किया गया उत्पाद

दिलचस्प बात यह है कि प्रसंस्करण से उत्पन्न कॉफी का गूदा कृषि स्तर पर कम उपयोग किए जाने वाले प्रमुख उप-उत्पादों में से एक है। इसकी पूर्ण क्षमता को उजागर करने में, पतला रूपों में बड़ी मात्रा में उत्पादित होने के कारण समस्या बढ़ जाती है, जिससे इसका पुन: उपयोग करना महंगा हो जाता है। इसके अलावा, कॉफी के गूदे वाले अपशिष्ट जल के प्रभावी उपचार की मदद से कॉफी उत्पादन में शामिल महत्वपूर्ण जल उपयोग को कम किया जा सकता है। जैसे-जैसे दुनिया भर में कॉफी की मांग बढ़ती जा रही है, कई उत्पादकों को लाभप्रदता बनाए रखने के दबाव का सामना करना पड़ रहा है। इस परिदृश्य को देखते हुए, कॉफी उत्पादकों की आय में योगदान देने के लिए कॉफी पल्पिंग अपशिष्ट जल का प्रभावी प्रबंधन महत्वपूर्ण है।

हालाँकि, व्यवहार में लाई गई वर्तमान प्रौद्योगिकियाँ अपशिष्टों से पानी और अन्य महत्वपूर्ण संसाधनों को पुनर्प्राप्त नहीं कर सकती हैं। समय के साथ, ये अपशिष्ट पदार्थ मिट्टी में घुसपैठ करते हैं और इसकी संरचना को बदलते हैं, जिससे शुद्ध उपज कम हो जाती है और नदी पारिस्थितिकी तंत्र का विनाश, ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन और यूट्रोफिकेशन होता है। इसके अलावा, कॉफी प्रसंस्करण में बर्बाद हुए पानी में मौजूद प्रदूषक भी पर्यावरण में पानी के पीएच को बदलते हैं, जिससे ऑक्सीकरण-कमी क्षमता (ओआरपी) बढ़ती है, जिससे जटिल कार्बनिक यौगिक कार्सिनोजेन में बदल जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप असंतुलन होता है और गुणों में अंतर होता है। पानी का। यह उस जलीय वातावरण में जानवरों और पौधों के जीवन को और अधिक प्रभावित करता है।

शून्य तरल निर्वहन

इस मूलभूत पारिस्थितिक मुद्दे को संबोधित करने के लिए, कॉफी उत्पादन में पानी के उपयोग और अपशिष्ट निपटान को पूरा करने की तत्काल आवश्यकता है, जो एक परिपत्र अर्थव्यवस्था को बढ़ावा देने में योगदान दे सकता है। इस क्षेत्र में विघटनकारी और उन्नत नवाचार पानी की आवश्यकताओं और लागत को कम कर सकते हैं, बड़ी क्षमता पर पानी का उपचार कर सकते हैं और सरकारी नियमों के अनुपालन में शून्य तरल निर्वहन प्राप्त करने में मदद कर सकते हैं। इस तरह की सफलता लुगदी प्रवाह को समग्र रूप से उपचारित करके भविष्य में जल पुनर्प्राप्ति का मार्ग प्रशस्त कर सकती है।

सबसे कठिन अपशिष्टों से पानी पुनः प्राप्त करने के लिए, फाइन पार्टिकल शॉर्टवेव डिसोसिएशन के सिद्धांतों का उपयोग किया जाता है। इसकी मदद से, जब प्रासंगिक विशिष्ट पृथक्करण आवृत्ति (एसएफओडी) के अधीन किया जाता है, तो बहिःस्राव में घुले यौगिक अपनी मौलिक अवस्थाओं को अलग कर देते हैं। निलंबित कणों वाला यह पानी मुक्त रूप से गिरने की स्थिति के अधीन है, जब कण वैन डेर वॉल्स बलों के प्रभाव में नकारात्मक गुरुत्वाकर्षण स्थिति में एकत्रित हो जाते हैं और कीचड़ के रूप में निकाले जा सकते हैं। इस प्रकार मानव शरीर में पोषक तत्वों के अवशोषण के समान, सुविधायुक्त ऑस्मोटिक डिफ्यूजन (आरएफओडी) तकनीक का उपयोग करके अपशिष्ट जल से स्वच्छ पानी प्राप्त किया जा सकता है।

इन प्रौद्योगिकियों को लागू करने से उत्पन्न स्वच्छ पानी को रासायनिक प्रतिक्रियाओं, जैविक प्रक्रियाओं, रिवर्स ऑस्मोसिस (आरओ) या बाष्पीकरणकर्ताओं का उपयोग किए बिना पुन: उपयोग किया जा सकता है। आप अपने बागान से कुछ भी बाहर नहीं फेंकते।

ऐसे सिद्धांतों को लागू करके जल शुद्धिकरण की प्रक्रिया को पर्यावरण-अनुकूल तरीके से बढ़ाया जा सकता है। ये उन्नत प्रौद्योगिकियाँ एक स्थायी दुनिया का नेतृत्व कर सकती हैं, पदचिह्न को कम कर सकती हैं और एक चक्रीय अर्थव्यवस्था के लिए संसाधन पुनःपूर्ति को बढ़ावा दे सकती हैं। अंततः, कॉफी के गूदे और पानी की उपयोगिता को पुनः प्राप्त करने के साथ-साथ इसके पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने से कॉफी उत्पादकों और कॉफी प्रेमियों को कृषि और आर्थिक लाभ मिल सकता है।

लेखक ऑर्गनाइजेशन डी स्केलेन फाउंडेशन के अध्यक्ष हैं

Coffee is one of the most popular commodities in the world. As of August 2024, India’s coffee exports reached $1.19 billion, showcasing a 45% year-on-year increase compared to the same period in 2023. This rise is largely driven by high export prices and the growing demand for instant coffee, especially from countries like Russia and Turkey.

However, with this growth, the Indian coffee industry is facing several environmental challenges related to water use, waste management, and greenhouse gas emissions. Producing one cup of branded coffee requires about 140 liters of water, while producing one kilogram of coffee uses around 20,000 liters. A significant concern in the coffee production chain is the over 10 million tons of agricultural coffee waste generated, along with substantial amounts of wasted water and crop residues.

Underutilized Byproduct

Interestingly, coffee pulp, a byproduct of processing, is one of the least utilized agricultural residues. Due to its large production volume in diluted forms, repurposing it can be costly. Additionally, effectively treating the wastewater generated from coffee pulp can significantly reduce overall water use in coffee production. As global demand for coffee rises, producers face pressure to maintain profitability. Thus, managing coffee pulp waste effectively is crucial for boosting coffee producers’ income.

Currently employed technologies do not efficiently recover water and other valuable resources from this waste. Over time, these waste materials infiltrate the soil, altering its structure and reducing crop yield while contributing to ecosystem destruction, greenhouse gas emissions, and eutrophication. The pollutants in the wasted water from coffee processing also change the water’s pH, increasing oxidative-reduction potential (ORP) and converting complex organic compounds into carcinogens, leading to water quality imbalance and affecting aquatic life.

Zero Liquid Discharge

To address these critical ecological issues, there is an urgent need to manage water use and waste disposal in coffee production, which could foster a circular economy. Innovative solutions can lower water needs and costs, enhance wastewater treatment, and help achieve zero liquid discharge while complying with government regulations. Such advancements could pave the way for future water recovery by treating pulp flows as a whole.

To recover water from difficult wastes, principles of fine particle shortwave disassociation are utilized. Under specific separation frequencies, dissolved compounds in effluent separate into their basic forms. The treated water, containing suspended particles, can be further processed under free-fall conditions, allowing the particles to gather and be extracted as sludge. Similar to how nutrients are absorbed in the human body, clean water can be obtained from wastewater using suitable osmotic diffusion (ROFD) techniques.

The clean water generated from these technologies can be reused for chemical reactions, biological processes, reverse osmosis (RO), or evaporators without throwing anything away from your farm.

By implementing these principles, the water purification process can be enhanced in an environmentally friendly manner. These advanced technologies can lead to a sustainable future, reduce ecological footprints, and promote resource replenishment for a circular economy. Ultimately, recovering the utility of coffee pulp and water while minimizing environmental impacts can yield agricultural and economic benefits for coffee producers and enthusiasts alike.

The author is the President of the Organizing Foundation de Scalene.