Puun ja muiden biomassojen käyttö etanolin, hemiselluloosan ja platform-kemikaalien tuotannossa

Puun ja muiden biomassojen käy

Alkamispäivä

01.01.2012

Päättymispäivä

31.12.2016

Tiivistelmä

Hankkeessa tutkitaan puun ja muiden biomassojen käyttömahdollisuuksia erilaisina bioenergiatuotteina ja biojalosteina. Työssä keskitytään erilaisten fraktiontimenetelmien edelleen kehittämiseen teollisia ratkaisuja silmällä pitäen. Etusijalla ovat teollisuuden puun ja muiden biomassojen käytön monipuolistaminen ja uusia innovaatioita sisältävien tuotteiden ja tuotantotekniikoiden kokeilu ja käyttöönotto._x000D_Tutkimushankkeessa selvitetään sahanpurun, metsähakkeen, oljen ja rahkasammalien hyödyntämismahdollisuuksia etanolin, pentoosisokereiden sekä ligniinin ja biohiilen raaka-aineena. Käsiteltävä biomassa fraktioidaan kaksivaiheista kuumavesiuuttoa käyttäen hemiselluloosaksi, selluloosaksi ja ligniiniksi. Uuton ensimmäinen vaihe tehdään paineistetulla kuumalla vedellä. Uutettu hemiselluloosa hydrolysoidaan sokerimonomeereiksi, joista helposti fermentoituvat sokerit fermentoidaan etanoliksi. Fermentointia käytetään myös huonosti fermentoituvien pentoosisokerien puhdistusmenetelmänä. _x000D_Fraktioinnin ensimmäisessä vaiheessa syntyvän kintoaineen uuttamista jatketaan laimealla emäsliuoksella ligniinin ja sellulossan erottamiseksi. Uutossa ligniini liukenee omaksi jakeekseen ja selluloosa erotetaan liuoksesta kiinteänä jakeena. Selluloosaa voidaan hyödyntää sellaisenaan tai se voidaan hydrolysoida sokeriksi, joka fermentoidaan etanoliksi. Ligniiniä voidaan muuntaa biohiileksi, tai siitä voidaan valmistaa erilaisia kemikaaleja ja materiaaleja. _x000D_Tutkittavia raaka-aineita ei ole aikaisemmin käytetty kaupallisen biojalostamon raaka-aineena. Metsähake on sekoitus eri puulajeja, joiden sekoitussuhteet vaihtelevat satunnaisesti, se koostuu runkomaisita puun osista, oksista ja osin myös kannoista ja siinä on puuaineen lisäksi paljon erilaisia muita puun osia, kuten kuorta ja neulasia. Tällaisen lähtomateriaalin kuumavesiuuton optimaalisia olosuhteita fermentoimiskelpoisen uutteen valmistamiseksi metsähakkeesta vielä tunneta. _x000D_
Hankkeessa tutkitaan erilaisia vaihtoehtoja yhdistää paineistettu kaksivaiheinen kuumavesiuutto ja fermentointi joustavasti muunneltavaksi kokonaisuudeksi. Tutkimuksen sisältö palvelee yritysten tarpeista lähtevien erotusteknologioiden ja jatkojalosteiden tuotannon menetelmäkehitystä korkeamman jalostusarvon tuotteiksi ja aiemmin hyödyntämättömien biomassojen tehokkaaksi hyödyntämiseksi.
Hankkeessa kehitetään korkean kokonaishyötysuhteen tuotantomenetelmiä energian, ligniinin bioetanolin, biohiilen ja erikoissokereiden tuottamiseksi. Kuumavesiuuttotutkimuksen pääpaino tässä tutkimuksessa on sellaisten uuttomenetelmien kehittämisessä, jotka mahdollistavat mahdollisimman pienen vedenkulutuksen, korkean hydrolysaatioasteen ja suuren uutekonsentraation.