Kemisk och mekanisk extraktion av egyptisk tagetes för biobränsleolja med prestanda- och kostnadsanalys för förnybara bränsleanvändningar

Förvandla en härdig blomma till renare bränsle

När världen söker sätt att minska klimatpåverkande utsläpp utan att konkurrera med matgrödor får härdiga växter som klarar dåliga jordar ökad uppmärksamhet. Denna studie undersöker hur man bäst pressar fram användbar olja ur egyptiska tagetesfrön, en tålig, torktålig växt, och jämför flera tekniker för att se vilken som kan leverera olja för biodiesel på ett energisnålt, kostnadseffektivt och säkerhetsvänligt sätt.

Varför tagetes spelar roll för framtidens energi

Tagetes är ingen vanlig basföda, men dess frön är rika på olja och växten kan växa i varma, torra och salta jordar där många grödor misslyckas. Det gör den till ett intressant alternativ för bränsleproduktion utan att öka trycket på åkermark som används för mat. Fröna innehåller en blandning fettsubstanser liknande dem i matoljor, vilka kan omvandlas till biodiesel, ett renare bränsle än vanlig diesel. Eftersom tagetes inte är ätlig och är motståndskraftig, passar den väl in i sökandet efter förnybara bränslen som minskar växthusgasutsläpp och undviker direkt konkurrens om livsmedel.

Olika sätt att få olja ur frön

Forskarna jämförde två breda familjer av extraktionsmetoder. Kemiska metoder bygger på att finmalda frön blötläggs i flytande lösningsmedel, såsom hexan eller etanol, och sedan värms för att oljan ska lösa sig i vätskan och kunna separeras. Traditionella labsystem som Soxhlet-extraktorer kan få ut en hög andel olja, men de använder stora mängder lösningsmedel, kräver många timmars uppvärmning och medför betydande energi- och utrustningskostnader. Ett enklare kemiskt tillvägagångssätt, maceration, där frön får ligga i lösningsmedel i rumstemperatur i flera dagar, använder mindre energi men ger lägre oljeutbyte och är fortfarande beroende av stora lösningsmedelsvolymer som måste återvinnas och hanteras säkert.

Pressa fröna istället för att lösa upp dem

Mekaniska metoder hoppar över större delen av kemikalierna och förlitar sig istället på kraft. I en hydraulisk press trycker en kolv långsamt ihop ett förpackat rör av frön och pressar ut en del olja, men lämnar en märkbar mängd kvar när trycket släpps. I en skruvpress förflyttar en roterande metallskruv frön genom ett uppvärmt hölje, krossar och kompakterar dem så att oljan pressas ut genom små öppningar medan den torra frömassan lämnar i änden. Genom en statistisk designmetod varierade teamet systematiskt skruvhastighet och temperatur och mätte oljeutbyte, bearbetningstid och energianvändning. De fann att körning av pressen het och snabb, kring 172,5 °C och 1400 varv per minut, gav ett utbyte nära 19 procent på under en halv minut, med låg energiförbrukning.

Avvägning mellan utbyte, kostnad och energianvändning

Kemisk extraktion med hexan gav det högsta oljeutbytet, upp till omkring en tredjedel av frömassan, men hade också den högsta kostnaden per kilo olja när priset på lösningsmedel, energi för uppvärmning och arbetskostnader räknades in. Etanol fungerade, men var ännu dyrare per olkienhet trots att det är ett mer välkänt och mindre giftigt lösningsmedel. Däremot behövde skruvpressen inget lösningsmedel och använde bara några wattimmar elektricitet per körning. Även med något lägre maximal avkastning än den bästa kemiska metoden ledde dess mycket korta bearbetningstid och avsaknad av inköp av lösningsmedel till den lägsta produktionskostnaden per kilo olja bland de testade alternativen. Den pressade oljan visade också en gynnsam blandning av fettsammansättning och fysikaliska egenskaper som lämpar sig för omvandling till biodiesel.

Vad fynden betyder för renare bränslen

För läsare intresserade av hur vetenskap kan omforma vårt energisystem är huvudbudskapet att en relativt enkel maskin kan förvandla en tålig, icke-matgröd till en användbar bränselingrediens på ett sätt som både är ekonomiskt och mer skonsamt mot miljön. Medan lösningsmedelsbaserade metoder kan pressa ut lite mer olja erbjuder skruvpressen en praktisk väg som byter en liten förlust i avkastning mot stora vinster i säkerhet, kostnad och energibesparing. Författarna menar att detta gör mekanisk pressning av tagetes till en stark kandidat för framtida biodieselproduktion, särskilt i regioner med begränsade resurser, samtidigt som de noterar att vidare arbete behövs för att testa fler fröpartier och helt karakterisera det slutliga bränslet.

Citering: Kamel, M.A., Zahran, M.K., El-Sherbiny, S. et al. Chemical and mechanical extraction for egyptian safflower bio-oil with a performance and economic analysis for renewable fuel applications. Sci Rep 16, 16292 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-54252-2

Nyckelord: tagetesolja, biodiesel, skruvpress, oljeextraktion, förnybar energi