Hyppää pääsisältöön

Ukrainan sodan vaikutukset yliopistoon

Lähikuva mikrofonista studioympäristössä.

Akateeminen vartti: Puiden kemikaalit kiinnostavat tutkijoita ja teollisuutta

Tämä on Akateeminen vartti -podcastin tekstivastine. Linkki podcastin ääniversioon löytyy tekstivastineen alta. 

***

Marianne Mustonen: Kuuntelet akateemista varttia ja minä olen Marianne Mustonen.

Puista saadaan tuotettua kemikaalia erilaisilla menetelmillä, joita kehitetään parhaillaan teolliseen käyttöön. Tavoitteena on usean nesteen samanaikainen tuotanto. Itä-suomen yliopiston Siblabs-yksikössä on parhaillaan menossa tähän liittyvää tutkimusta. Aiheesta oli kertomassa yksikön johtaja yliopistotutkija Laura Tomppo.

Marianne Mustonen: Laura, mitä on puun lämpökemiallinen muuntaminen?

Laura Tomppo: No puun lämpökemiallista muutamista voidaan tehdä monissa eri prosesseissa, mutta meillä täällä Siblabsissa on käytössä hidaspyrolyysi, jossa lämpökemiallista muuntamista tehdään hapen puuttuessa ja lämpötilaa hitaasti nostamalla. Eli sellasen laitteen äärellä olemme nyt.

Marianne Mustonen: Mitä menetelmiä teillä on käytössä täällä?

Laura Tomppo: Tässä on tosiaan tuo hidaspyrolyysilaite ja sitte muutoin niin Siblabsissahan on paljon analytiikkalaitteita sitten näitten tuotteitten ja ruoka-aineitten ja muun mittaamiseen. Elikkä olemme tämmönen infrastruktuuri yksikkö, josta sitte pääsemme kunnolla pureutumaan muun muassa biomassan lämpökemialliseen muuntumiseen.

Marianne Mustonen: Millaisia biomassoja tutkitte tällä hetkellä?

Laura Tomppo: No, meitä kiinnostaa kovasti sellaset biomassat, jotka on vähän alihyödynnettyjä ehkä tällä hetkellä. Elikkä muun muassa puunkuorta tulee monista teollisista prosesseista paljon ja pääsääntöisesti se tällä hetkellä menee energiantuotantoon. Elikkä me toivottais, että tällä hidaspyrolyysillä muun muassa niin sitä voitas sitten jatkojalostaa vähän pidemmälle ja siitä ehkä saatas myös sitä energiaa, mutta paljon muutakin.

Marianne Mustonen: Kerro vähän esimerkkiä, mitä puuta voisi käyttää tässä?

Laura Tomppo: No, ihan tässä paikallisesti Pohjois-Savossa muun muassa syntyy koivunkuorta. Eli meillä on täällä teollisuuslaitos, joka käyttää koivua ja kuorii sen ja toinen sitten on kuusen kuori. Eli ihan tommonen muun muassa kuusisaha, niin sieltä syntyy sitten kuusen kuorta ja näissä, kuorihan on puun tämmönen suojapanssari, eli siellä on paljon kiinnostavia aineita kemiallisestikin ottaen, koska se suojaa puuta kaiken maailman hyönteisiltä ja muulta. Elikkä se on tavattoman kiinnostava ruoka-aine.

Marianne Mustonen: Puun kemikaaleja on tutkittu jo pitkään, mutta miksi juuri nyt sitten on kiinnostus niinku kasvanut vielä enemmän?

Laura Tomppo: No kyllähän tähän tällä hetkellä vaikuttaa tämä vihreän siirtymän tarve. Elikkä meidän täytyy keksiä fossiiliperäisille raaka-aineille korvaavia lähteitä ja toisaalta sitte ehkä sekin, että ymmärryksen kasvaessa kasvaa ne mahdollisuudet käyttää sitä puuta muun muassa kemikaalien raaka-aineena.

Marianne Mustonen: Millainen on hidaspyrolyysi?

Laura Tomppo: Eli hidaspyrolyysissa lähetään hitaasti nostamaan lämpötilaa, puhutaan joistakin asteista per minuutti. Me yleensä täällä tutkimuksen osalta niin me tehään se vieläkin hitaammin, mitä se menee teollisissa prosesseissa. Elikkä tämmönen varsin hallittu lämpötilan nosto ja sitten kun se puu ei saa happea siellä tai se biomassa ei saa happea, niin sitten se ei syty palamaan, mutta se alkaa hajota siellä korkeassa lämpötilassa. Ja sitte tätä kautta sieltä sitten vapautuu vapautuu tämmösiä kaasuja, joista me osaa pystytään sitten kondensoimaan niin, että me saadaan kerättyä niitä tislefraktioita eli tämmösiä nestemäisiä osia. Osa ei kondensoidu eli ne me sitten menetetään taivaan tuuliin. Ja sitten viimosessa  vaiheessa tuolta hidaspyrolyysistä sahaan myös sitten sitä hiiltä, joka on siis se osa siitä biomassasta, joka jää sitte sinne kammioon ja kerätään sieltä pois.

Marianne Mustonen: Miten kauan tämmönen yksi prosessi voi kestää teillä?

Laura Tomppo: No me kun tehdään varsin hitaasti, niin meillä voi mennä niin, että me yhden päivän aikana kuivataan se materiaali ja seuraavana päivänä torrefioidaan ja sitten kolmantena pyrolysoidaan. Ja sitten se täytyy vielä jäähdyttää hyvin. Elikkä meillä saattaa viikko mennä tässä. Mutta tällä tavalla me sitten toisaalta varmistetaan se, että ne tuotteet, mitä me sieltä saahaan ja se prosessi me voidaan selostaa aukottomasti ja halutaan totta kai julkasuja tehdä ja noin pois päin, niin se on tälläne varman päälle toteutettu. Teollinen prosessi on ihan selkeesti nopeempi eli muutamassa tunnissa sen pyrolyysin voi toteuttaa halutessaan.

Marianne Mustonen: Eikös siinä oo sitten erilainen laite käytössäkin?

Laura Tomppo: Joo. Se on erilainen ja tälläsiä eräkohtasia laitteita on myös olemassa, mutta niissäkin tosiaan se biomassa sitten kulkee sen prosessin läpi paljon nopeammin kuin tässä meillä. Mutta voidaan tehdä ihan semmosta jatkuvatoimista hidaspyrolyysiä ja niitä laitteita on kehitteillä ja on kehitettykin. Muun muassa Suomesta löytyy monia sellasia toimijoita, jotka tätä tekee kaupallisesti.

Marianne Mustonen: Teillä on menossa suspinko hanke parhaillaan.

Laura Tomppo: Joo. Tää on tämmönen hanke, missä sitte pyritään hyödyntämään näitä hidaspyrolyysi tuotteita muun muassa. Siinä on muutenki tarkastelun alla erilaiset tämmöset kestävistä raaka-aineista peräisin olevat liima-aineet ja pinnoitteet. Ja siinä hankkeessa niin sitten hidaspyrolyysitisleistä on puhdistettu, eli se sehän on semmonen sekamelska erilaisia kemikaaleja se, mitä me saadaan tuolta prosessista, mutta sitä voidaan sitten erotella ja puhdistaa ja saahaan näin semmosia vähemmän sekalaisia nesteitä. Eli näitä voidaan sitten käyttää muun muassa tommosissa pinnotteissa ja siellä nytte fenolit on yks semmonen kiinnostavaa kemikaaliryhmä, mitä näistä on otettu. Ja tässä suspinko hankkeessa on laajasti mukana monta monta yliopistoa ja paljon yrityksiä. Elikkä se on tämmöne aika isokin Business Finlandin rahoittamaan hanke, jossa on monta osa-aluetta.

Marianne Mustonen: Eli äsken nähtiin labrassa sellasia koekappaleita tämmösestä hampusta tehdystä komposiitista. Kerro vähän niistä.

Laura Tomppo: Joo. No, hamppua me on tässä hidaspyrolyysin tutkimuksessa myös käytetty paljon ja hamppuhan on siitä kiinnostava raaka-aine, että se on vahvin kasvikuiduista se kuitu siinä. Mutta toisaalta kun hampusta otetaan se kuitu, ni sieltä sieltä lähes 75 % on sitä muuta. Elikkä sieltä tulee paljon päistärettä, jota me on sitten hidaspyrolysoitu ja näissä komposiiteissa on ollu ajatuksena se, että tommonen luonnonkuitukomposiitti on tietysti kiinnostava materiaali juurikin siinä, että se korvaa sitä fossiilipohjasta muovia muun muassa osittain. Mutta sitten siellä on haasteena muun muassa se, että se kuitu hyvin imee kosteutta ja kun se imee kosteutta, niin se voi turvota ja hajottaa sen komposiitin. Ja sitten tässä kohtaa me on testattu muun muassa näitä hidaspyrolyysi nesteitä. Elikkä ne toimii vähän niinku terva suojaa sitä kuitua ja sitten sitä kautta se ei oo niin herkkä kosteuden imeytymiselle ja komposiitti voi olla kestävämpi. Eli muun muassa tämmöisissä käyttökohteissa me on näitä testattu.

Marianne Mustonen: Mites se biohiili? Eikös silläkin tulevaisuudessa voi olla monta käyttökohdetta?

Laura Tomppo: Joo. Biohiili on sellainen, jota tietysti maanparannusaineena on paljon tutkittu. Elikkä hiilellä voidaan saada muun muassa sitten sinne maaperän kosteus paremmin sitoutumaan. Eli maa ei oo silloin niin herkkä tämmöselle rankkasateille tai kuivakausille, vaan se pitää tasaisempana sen maan kosteuden. Ja sitten toinen tosi mielenkiintoinen sovellus on vedenpuhdistus. Elikkä sillä tietynlaisilla biohiilillä voidaan ottaa esimerkiksi tämmösistä kaivosvesistä jotakin tiettyjä tiettyjä metalleja muun muassa talteen ja tässä on tietysti paljon tutkimusta myös käynnissä. Että mitenkä optimoidaan se biohiili sellaseks, että se se poistaa juuri ne tietyt jutut ja toisaalta mitä sille biohiilelle sitten tehdään kun sitä on käytetty suodattimena ja näin poispäin. Elikkä nämä on mielenkiintosia käyttökohteita.

Marianne Mustonen: Hidasta Pyrolyysiä voidaan hyödyntää myös ilmeisesti autojen renkaiden kierrätyksessä?

Laura Tomppo: Joo, kyllä. Elikkä hidaspyrolyysi on mielenkiintonen prosessointimenetelmä myös kun puhutaan tälläsistä erilaisista jätejakeista tai tälläsistä kierrätysraaka-aineesta. Eli siinä me voidaan prosessoida myös sellaisia  muoveja tai kumeja tai sitten ehkä sekotuksia, joissa on sekä biomassaa, että jotakin tällästä toisenlaista raaka ainetta. Elikkä tässä uskon, että tutkimus lisääntyy ja sitä tehdään jatkossa enemmänkin, niin se on mielenkiintosta.

Marianne Mustonen: Kuuntelit juuri akateemista varttia ja minä olen Marianne Mustonen. Vieraana meillä oli Laura Tomppo. Löydät tästä aiheesta jutun yliopistomme verkkosivuilta. Kiitos kun olit mukana.