Siirry pääsisältöön

Väitös: Hybrihaavan kuoresta uusia kemian tuotteita

Uutinen 24.3.2023

Hybridihaavan kuoren uutteet ja koostumus mahdollistavat sen hyödyntämisen useissa kemian alan käyttökohteissa. Aiheesta Oulun yliopiston tutkijakoulusta väittelevän Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkijan Pasi Korkalon väitöstyössä tutkittiin hybridihaavan kuoribiomassojen kemiallista koostumusta, tuotettiin kuoriuutteesta aktiivihiiltä ja kuoren hemiselluloosasta torjunta-ainekemikaalia. Kaikki kemikaalituotteet erotettiin kuoresta kaskadiprosessointiperiaatteita noudattaen. 

Eurooppalaisesta ja amerikkalaisesta haapapuusta risteytetty hybridihaapa rantautui Suomeen 1950-luvulla. Puulaji kiinnosti muun muassa selluteollisuutta nopean kasvuvauhtinsa ansiosta. Puu ei kuitenkaan yltänyt valtapuulajien rinnalle, koska puumarkkinat ehtivät muuttua, ennen kuin hybridihaavat 20–25 vuoden kasvukierrollaan olivat hakkuukypsiä. 

”Nykyisin Suomessa hybridihaapa nähdään mahdollisuutena lisätä monimuotoisuutta havupuuvaltaisissa metsissä. Puun arvostuksen ennustetaan kohoavan, jos biomassalle löydetään uusia käyttökohteita. Niitä voi löytyä esimerkiksi soveltavasta kemiasta”, kertoo Pasi Korkalo.   

Kuoresta kaikki irti kaskadiprosessoinnilla 

Hybridihaavan kuoren uutteet ja kemiallinen koostumus mahdollistavat sen hyödyntämisen useissa kemian alan käyttökohteissa. Väitöstutkimuksen tavoitteena oli tuottaa kaskadiprosessointiperiaatteen mukaisesti samasta kuorimassasta useita erilaisia jakeita jatkojalostukseen ketjuttamalla eri prosessimenetelmiä.  

Ensin hybridihaapapuun kuoren uutteista tuotettiin hiilivaahtoa, jolla voidaan korvata muun muassa fossiiliperäisiä vaahtokemikaaleja lämmönsietokykyä vaativissa eriste- tai täyteainesovelluksissa. Jäykkä vaahto toimii hyvin myös aktiivihiilen tukiaineena.  

Kuoren uuteaineiden erotuksen jälkeen kuorimassa hyödynnettiin edelleen torrefioimalla, eli hapettomissa olosuhteissa paahtamalla, kuorijäännöksestä tislettä torjunta-aineeksi. Tisle todettiin toimivaksi kemikaaliksi tiettyjen rikkakasvien ja sienitautien torjunnassa.  

Kaskadiprosessointiin keskittyvässä tutkimuksessa havaittiin myös, että vaahtojen raaka-aineen erotuksessa käytetty kuumavesiuutto paransi jäljelle jäävästä kuoren uuttojäännöksestä tuotetun kemikaalin torjuntatehoa rikkakasveja vastaan.  

Kemikaalien tuotannosta jäi jäljelle torrefioitu kuoriperäinen biomassa, jota voitaisiin hyödyntää edelleen esimerkiksi biohiilen raaka-aineena, tai energiantuotannossa. 

"Kuoren kaskadiprosessoinnin avulla yhdestä raaka-aineesta voidaan jalostaa useita lisäarvojakeita jatkohyödynnettäväksi. Tämä voi herättää uutta kiinnostusta hybridihaavan ja sen biomassan käyttömahdollisuuksiin", toteaa Pasi Korkalo.

Filosofian maisterin Pasi Korkalon väitöskirja "Lisäarvoa hybridihaapapuusta. Räätälöidystä biomassasta monipuoliseksi kemianteollisuuden raaka-aineeksi" tarkastetaan 3.4.2023 Tiedekeskus Pilkkeessä Rovaniemellä klo 12. Tutkimustyö toteutettiin Suomen Luonnonvarain Tutkimussäätiön tuella Luonnonvarakeskuksessa hybridihaapapuuta tutkivassa projektissa (2019–2021), ja väitöstyö Oulun yliopiston Kestävän kemian tutkimusyksikössä. 

Mikä kaskadiprosessointi?

Kaskadiprosessoinnissa erotetaan teknologisilla yksikköprosesseilla erilaisia arvokomponentteja ja biotuotteita biomassan pää- tai sivuvirrasta. Tavoitteena on täysimääräinen hyödyntäminen korkean lisäarvon tuotteiksi, ravinteiksi ja energiaksi, samalla välttäen uusien hyödyntämättömien sivutuotteiden synty.