Kuusen kuoresta ”luomukemikaalia” jäteveden puhdistukseen

Eri teollisuushaarojen sivutuotteilla on runsaasti hyödyntämättömiä käyttömahdollisuuksia. Esimerkiksi metsäteollisuuden sivutuotteena syntyvän kuusen kuoren arvokkaita uuteaineita voitaisiin hyödyntää jäteveden puhdistukseen.

Metsäteollisuuden sivutuotteena syntyy vuodessa noin miljoona kuivatonnia kuusenkuorta. Sähkön ja lämmön tuotannon sekä maisemointikäytön lisäksi kuusenkuorta voitaisiin hyödyntää sen sisältäminen uuteaineperäisten yhdisteiden ansiosta laajemminkin. Elintarviketuotannossa kasvipohjaiset sivutuotteet puolestaan ovat vielä pitkälti hyödyntämätön raaka-ainepotentiaali.

Luonnonvarakeskuksen (Luke) tuoreita tutkimuskuulumisia on luvassa parhaillaan meneillään olevan Kokkola Material Week -tapahtuman BioKokkola-seminaarissa 13.11.

Kuusen kuori sisältää runsaasti korkean jalostusarvon tuotteisiin hyödynnettäviä uuteaineita kuten tanniineja. Luken TanWat-projektissa tutkittiin, voidaanko kuusenkuoresta eristettyjä tanniineja hyödyntää jäteveden puhdistuksessa.

Kokeiden perusteella tanniinirikkaiden kuumavesiuutteiden taloudellinen ja ympäristöystävällinen tuottaminen kuusenkuoresta pilottimittakaavassa on mahdollista ja puhdistetuilla tanniineilla voitaisiin korvata joitakin vedenpuhdistuslaitoksilla yleisesti käytettyjä kemikaaleja.

Luken tutkimuksessa tanniinin optimaalinen uuttolämpötila ja -aika selvitettiin laboratoriomittakaavassa. Uutot skaalattiin pilottimittakaavaan 300 litran uuttosysteemiä käyttäen ja tuotetut raakauutteet puhdistettiin hartsikäsittelyllä hiilihydraattipitoisuuden pienentämiseksi. Puhdistetut tanniiniuutteet kuivattiin, kationisoitiin ja testattiin jätevedenpuhdistukseen laboratoriomittakaavassa. Lisäksi uuttokokeissa käytetyt kuoret ja tuotetut uutteet analysoitiin niiden tanniini-, uuteaine- sekä hiilihydraattipitoisuuksien määrittämiseksi eri menetelmiä käyttäen.

– Tulokset viittaavat siihen, että tulevaisuudessa tullaan näkemään yhä enemmän tanniiniperäisiä, luonnonmukaisia vaihtoehtoja synteettisille polymeereille, kertoo Luken tutkija Eelis Halmemies.

Elintarviketuotannon sivutuotteissa on samoja hyödyllisiä yhdisteitä ja ravintoaineita kuin alkuperäisissä raaka-aineissakin. Sivutuotteet ovat edullisia, mutta yhdisteiden pitoisuudet ja sivutuotteen hygieeninen laatu voivat vaihdella.  Kasvipohjaiset sivutuotteet menevät tyypillisesti energia- ja ravinnekäyttöön tai eläinten rehuksi.  Lukessa testataan myös muita käyttötarkoituksia.

Kasvipohjaisten elintarvikejalostuksen sivutuotteiden hyödyntäminen, kierrätys ja uudelleenkäyttö tulee olla prosessina nopeakiertoinen.  Jos sivujakeen laatu sopii elintarvikekäyttöön, hyödyntäminen on suoraviivaista. Kuivaaminen, kypsentäminen, pakastaminen tai muu säilöntä lisää käyttöaikaa.

Tällä hetkellä juuresten ja muiden kasviperäisten tuotteiden lisääminen muun muassa leipomotuotteisiin ja lihajalosteisiin on suosittua. Laadunvalvonnassa on kuitenkin huomioitava kasvislisän positiivinen tai negatiivinen vaikutus säilyvyyteen ja tuotteen mikrobiologiaan.

Lukessa on käynnissä neljä Circwaste LIFE IP -hankkeen osahanketta, joista C.7 on testannut kasvissivutuotteiden käyttöä nautojen ruokinnassa. Esikokeista on jo julkaisuja, ja tulossa on lyhyt kooste tutkimuksesta vielä loppuvuodesta. Hankkeen jatkuessa testataan lisäarvojakeiden valmistusta erilaisista sivutuotteista sekä mahdollisesti myös uusien tuotteiden valmistusta. Lisäarvojakeita tuotettaessa erottaminen neste- ja kiintojakeeseen edistää jatkojalostusta ja hyödyntämistä.

– Esimerkiksi porkkanan ja muiden juureksien sivutuotteista muodostuvasta kiintojakeesta saadaan helposti hyvän veden sitomiskyvyn omaava kuitujae, joistakin muista sivutuotteista vaikkapa proteiineja tai tärkkelystä, kertoo erikoistutkija Eila Järvenpää Lukesta.

Sivutuotteiden fermentoinnilla eli hapattamisella voidaan tuottaa muun muassa orgaanisia happoja ja aromeja sekä muita mikrobien aineenvaihduntatuotteita. Fermentointi käy myös sivutuotteiden säilöntään ennen arvojakeiden erotusta.

Luontaisten seosten erottelu yhdisteryhmiinsä vaatii erilaisia erotus- ja puhdistusvaiheita.  Ne nostavat lopputuotteen arvoa, käyttölaadun paranemisen ja monivaiheisen prosessoinnin aiheuttamien kustannusten takia.