Hyppää pääsisältöön

Koronavirustilanne Itä-Suomen yliopistossa

Kuusenhavuja

Biomassasta saatavien puunsuoja-aineiden jalostamisella on teollista potentiaalia

  • Ympäristö ja luonnonvarat
  • Teknologia ja innovaatiot

Puuta on käytetty rakennusmateriaalina jo kivikaudelta lähtien, ja se on yhä suosittu materiaali rakennusten rungoissa ja ulkoseinissä, sekä terasseissa ja aidoissa. Tulevaisuudessa sitä käytetään jopa nykyistä enemmän, sillä sen uusiutuvuutta ja hiilensidontakykyä arvostetaan laajalti. Rakenteiden käytön aikana puutuotteet altistuvat erilaisille rasituksille, mutta Suomessa ja useimmissa Euroopan maissa sienten aiheuttama lahoaminen on merkittävin biologinen materiaalin lujuutta ja ulkonäköä heikentävä tekijä. Sen vuoksi puutuotteita käsitellään kemiallisesti, jotta niiden kestävyyttä ulkorasituksessa saadaan parannettua ja käyttöikää pidennettyä. Näin myös osaltaan vähennetään lahoamisherkkien puurakenteiden korjaustarvetta.

Teollisista biomassan jalostuksen sivuvirroista voidaan eristää bioaktiivisia kemikaaleja, jotka toimivat kuten synteettisten suoja-aineiden tehoaineet, ja joilla voitaisiin osittain korvata haitallisimpia yhdisteitä. Monissa tutkimuksissa on käsitelty biopohjaisia puunsuoja-aineita, mutta vain harvan osalta on tutkittu näiden ekotoksisuutta ja vielä harvempi on päässyt teolliseen käyttöön.

FM Aitor Barbero Lópezin väitöstutkimuksessa luotiin uutta tietopohjaa mahdollisuudelle käyttää biopohjaisia yhdisteitä puunsuojauksessa. Tavoitteena oli tarkastella erityisesti metsäteollisuuden ja kahvin jalostuksen sivuvirroista ja tähteistä saatavien yhdisteiden käyttökelpoisuutta. Työn aikana testattiin erilaisia teollisten sivuvirtojen hyödyntämisen mahdollisuuksia, tarkasteltiin erotettujen uutteiden ja tisleiden, sekä yksittäisten kemikaalien tehokkuutta ja ekotoksisuutta, ja vertailtiin näitä kaupallisiin tuotteisiin.

Tutkimuksessa selvisi, että kahvin papujen paahtamisessa irtoavan hopeakalvoksi kutsutun kuorikerroksen sekä käytetyn kahvijauheen sisältämät kemikaalit, samoin kuin haavan, kuusen ja koivun kuorista valmistetut pyrolyysitisleet estivät tehokkaasti puuta lahottavien sienten kasvua. Puun kuorten termiset nesteet olivat kahvijalosteita voimakkaammin antimykoottisia. Sienten kasvun ehkäisy johtui usean kemikaalin yhtäaikaisesta vaikutuksesta. Kuoren jalosteissa näitä olivat erilaiset orgaaniset hapot. Näitä löytyi myös kahviuutteista, joissa oli lisäksi kofeiinia ja sen johdannaisia.

Erityisesti kofeiinilla ja propionihapolla oli maljakokeissa erittäin voimakas antimykoottinen vaste, ja teholtaan ne vastasivat kaupallisia puunkyllästeitä. Puuta kyllästettäessä biopohjaisten aineiden tehokkuus laski merkittävästi, eivätkä ne sitoutuneet riittävän hyvin puun solukkoon, vaan valuivat pois käsiteltyä puutuotetta liotettaessa. Niinpä on todettava, etteivät ne sovellu sellaisenaan puunsuoja-aineiksi, mutta niiden antimykoottisia ominaisuuksia voidaan ehkä hyödyntää suoja-aineiden koostumuksissa. Tutkimus osoitti täten selkeästi, että bioaktiivisia aineita sisältävien sivuvirtojen biojalostamiselle puunsuojauksen tuotteita varten on teollista potentiaalia.

FM Aitor Barbero Lópezin puumateriaalitieteen väitöskirja Recovery of antifungal compounds from wood and coffee industry side-streams and residues for wood preservative formulations (Antimykoottisten kemikaalien talteenotto puu- ja kahviteollisuuden sivuvirroista ja tähteistä puunsuoja-aineiksi) tarkastetaan luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa 9.12.2020 verkossa. Vastaväittäjänä toimii dosentti, tohtori Christian Brischke Göttingenin yliopistosta Saksasta ja kustoksena apulaisprofessori Antti Haapala Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuuden kieli on englanti.

Väittelijän painolaatuinen kuva

Tilaisuus verkossa

Väitöskirja verkossa

Puunäytteitä
Eri tavoin käsiteltyjen puunäytteiden kuivatusta.