Väitöstyössä kehitettiin ympäristöystävällinen menetelmä ksylaanin uuttamiseksi koivusta

Kehitystyö on merkittävä muun muassa biojalostamoille, joissa tarvitaan tehokkaita ja ympäristöystävällisiä menetelmiä teollisuuden käyttämien yhdisteiden erottamiseen biomassoista. Yksi tällainen teollisuuden tarvitsema yhdiste on koivun ksylaani.

– Ksylaani on hemiselluloosayhdiste, ja hemiselluloosaa on ehdotettu käytettäväksi esimerkiksi elintarvikkeiden pakkauksissa, joissa tarvitaan happea läpäisemättömiä kalvoja ja pintoja, tutkija Petri Kilpeläinen sanoo.

Ksylaanista valmistetaan myös ksylitolia eli koivusokeria. Sitä käytetään hampaiden reikiintymistä estävänä makeutusaineena.

Uuttomenetelmä perustuu korkeaan veden lämpötilaan

Kun veden lämpötila kohoaa, sen liuotusominaisuudet muuttuvat, ja puusta saadaan irrotettua enemmän yhdisteitä. Paineistetun kuumavesiuuton aikana puusta irtoaa myös orgaanisia happoja muun muassa etikkahappoa.

– Tämä johtaa puuta hajottavien reaktioiden nopeutumiseen ja sen ansiosta puusta saadaan irrotettua enemmän ksylaania, Kilpeläinen kertoo.

Paineistettu kuuma vesi tunkeutuu puuainekseen ja pilkkoo sekä liuottaa hemiselluloosan, joka kerätään talteen uuton aikana. Vesiliukoista hemiselluloosaa voidaan muokata pelkässä vedessä, eikä sen käsittelyyn tarvita orgaanisia liuottimia tai happoja ja emäksiä.

Åbo akademiin puu- ja paperikemian laboratorioon tehdyssä väitöstyössä ksylaanin uuttaminen onnistui laboratorio-olosuhteiden lisäksi isommassa pilottikokeessa. Tutkimuksesta saatua tietoa voidaan hyödyntää, kun menetelmää laajennetaan teollisuuden tarpeisiin.

Sahanpurusta enemmän irti

Sahanpurusta on aikaisemmin valmistettu sellua, mutta nykyään se on vähäistä. Yleensä puru poltetaan sahoilla pääasiassa energian lähteenä.

– Sahanpurusta saatavaa hemiselluloosaa kannattaisi hyödyntää teollisuudessa. Näin siitä saataisiin suurempi hyöty kuin energiakäytössä. Hemiselluloosan polttoarvo ei ole kovin hyvä, joten tämänkin vuoksi olisi tarpeen, että hemiselluloosa voitaisiin uuttaa pois sahanpurusta, Kilpeläinen toteaa.