Uutta arvoa uuttamalla – Opintomatka, osa 2

Uutto ei ole uusi asia, mutta toistaiseksi kuitenkin varsin alihyödynnetty menetelmä biomassan sivuvirtojen käytössä Suomessa. Biomassan matalan arvon sivuvirroista voidaan saada moninkertainen arvo erilaisilla uuttomenetelmillä ja näin tehostaa biomassan kaskadikäyttöä. On kuumavesiuuttoa, neste-nesteuuttoa, mikroaaltouuttoa, ylikriittistä hiilidioksidiuuttoa ja lukuisia muita. Biomassan jalostusmenetelmänä erilaisten uuttomenetelmien potentiaali on korkealla, koska liiketaloudellisesti kannattavaan tuotantoon riittävät pienetkin volyymit uutettua ainesta. Uuttoon erikoistuneita yrityksiä onkin Suomessa tällä hetkellä jo useita. Laitokset eivät välttämättä vaadi suuria tiloja, ja pienehköilläkin laiteinvestoinneilla voi saada toiminnan käyntiin. Tutkimuksen saralla puolestaan esimerkiksi Oulun yliopistossa tutkitaan jatkuvatoimisen, ylikriittisen hiilidioksidiuuton mahdollisuuksia, mistä professori Mika Ruusunen piti mainion puheenvuoron Arctic Wood 2 -seminaarissa helmikuussa. (Klikkaa tästä kuunnellaksesi Mikan puheenvuoron, kohta 2:48:05). Uteliain mielin lähdimme Kainuusta tutustumaan eteläisen Suomen uuttotoimijoihin – niin tutkimukseen kuin yritystoimintaan – Espoossa, Raisiossa ja Turussa.

Espoon Otaniemessä tapasimme Luonnonvarakeskuksen tutkijoita, jotka olivat pakkaamassa laboratoriotaan muuttoa varten. Jatkossa laitteisto löytyy Lohjalta. Luken testilaitteistoon kuuluu kuumavesiuutto-, hiilidioksidiuutto- ja ylikriittisen hiilidioksidiuuton laitteistot. Yhdestä raaka-aineesta voidaan saada useita eri aineita erotettua, kun lähdetään uuttamaan ensin viileämmän lämpötilan menetelmillä ja nostetaan vaiheittain lämpötilaa, kertoivat Luken erikoistutkija Petri Kilpeläinen ja laboratorioinsinööri Kalle Kaipanen (kuvassa alla). Biomassan pääasialliset rakennusaineet ovat selluloosa, hemiselluloosa ja ligniini, mutta niiden lisäksi kasveissa on lukematon määrä eri arvoaineita. Niiden erottaminen ja hyödyntäminen riippuu siis vain siitä, mihin käytettävissä olevalla teknologialla pystytään – ja millä hinnalla. Vierailumme aikana Luken laboratoriossa oli parhaillaan nähtävillä uuttoon menevää sahanpurua ja jo uutettua olkea, mutta myös esimerkiksi eläinperäiset aineet kuten kalanperkeet sopivat laitteiston käsiteltäväksi yhtä hyvin.

Laboratorioinsinööri Kalle Kaipanen esittelee ylikriittisen hiilidioksidiuuton laitteistoa.

Raisiossa sijaitsevan Raisio Oyj:n elintarviketehtaan ovista tulee ulos kaikille tuttuja jauhoja ja pastaa. Tehtaan naapurissa sijaitseva Smart Chemistry Park on innovaatioalusta ja verkosto startupeille ja PK-yrityksille bio- ja kiertotalouden sekä cleantech-aloilla. Yksi verkoston yrityksistä, CH-Bioforce, käyttää tuotteidensa raaka-aineena mm. naapurinsa Raision tuotannon sivuvirtaa, kauran kuorta, kertoi yrityksen perustaja Lari Vähäsalo. Kauran kuoresta he erottavat mm. arabinoksylaania, joka on kovapuun ja maanviljelykasvien yleisin hemiselluloosatyyppi. Tapasimme myös asiakasnäkökulmaa edustavan naantalilaisen kosmetiikkayritys Solros Oy:n yrittäjän Miia Leinon. He käyttävät CH-Bioforcen tuottamaa arabinoksylaania luonnonkosmetiikkatuotteissaan sen kosteutta sitovien ominaisuuksien vuoksi. Hemiselluloosa on vesiliukoista, biohajoavaa ja rakenteeltaan joustavaa, ja se käykin mainiosti stabilointiaineeksi elintarviketeollisuuteen ja emulsioksi kosmetiikkateollisuuteen.

Hemiselluloosan rinnalla CH-Bioforcen pääasiallisia tuotteita ovat selluloosa ja ligniini. Kaikkien kolmen erottaminen biomassasta onnistuu heillä yhdessä prosessissa, Vähäsalo kertoi. Suomen teollisuudessa selluloosa on tyypillisesti ollut suuren volyymin paperin- ja kartongin tuotantoa, mutta CH-Bioforce suuntaa toisenlaisille markkinoille. He tuottavat selluloosaa tekstiiliteollisuuteen puuvillan ja öljypohjaisten kuitujen korvaajaksi sekä jalostettuna elintarvike- ja kosmetiikkateollisuuteen emulsioksi tai sakeutusaineeksi.

Uuttolaitteiston suodattimiin kertynyttä ligniiniä.

Yllä olevassa kuvassa näkyvä ruskea massa on ligniiniä, joka on kasvien soluseinämissä esiintyvä epäsäännöllinen, monimutkainen polymeeri. Sillä on sekä vettä hylkiviä että suosivia ominaisuuksia, joten sitä voi jalostaa monenlaisiin käyttötarkoituksiin, kuten sidos- tai hajottavaksi aineeksi, emulsioksi tai biopohjaisiksi kuiduiksi. Ligniiniä muodostuu myös perinteisen selluntuotannon sivuvirtana, mutta tavallisesti se on poltettu energiaksi osana sellun tuotantoprosessia, koska siitä saatavalle energialle on ollut tarvetta ja toisaalta se on rakenteellisen monimutkaisuutensa vuoksi vaikea jalostettava. Ligniinin tutkimus- ja kehitystoiminta on kuitenkin viime vuosina osoittanut, että oikeanlaisella käsittelyllä se voi tarjota oivallisia uusia liiketoimintamahdollisuuksia, kuten CH-Bioforce osoittaa. Myös esimerkiksi Metsä Fibre on yhdessä itävaltalaisen Andritzin kanssa rakentamassa Äänekoskelle ligniinin jalostuksen koetehdasta, joka valmistunee loppuvuodesta 2025 (Lähde: Metsä Group).

Ligniinipohjaisia tuotteita valmistaa pilottimittakaavan laitteistollaan myös turkulainen Boreal Bioproducts, jossa tapasimme kehitysjohtaja Ann-Sofie Fonsenin ja teknologiajohtaja Pertti Tiitolan. Vastikään heiltä on lanseerattu esimerkiksi ligniinipohjainen huurtumisenestoaine uimalaseille. Boreal Bioproductsin päätuote on kuitenkin kuusisokeri, jota he uuttavat kuusen sahanpurusta. Kuusisokeria käytetään kemianteollisuudessa esim. pinnoitteisiin, liimoihin tai muuhun kalvonmuodostukseen. Fonsen kertoo, että kuusisokerin markkina on vielä pienehkö, sillä etenkin kemianteollisuudessa fossiilipohjaiset verrokit ovat toistaiseksi edullisempia. Tapasimme myös toisen kuusisokeriin erikoistuneen yrityksen, LocalBiorefineryn, perustajan Heikki Vuorikosken. LocalBiorefinerylla on tavoitteena lanseerata kuusisokeri elintarviketeollisuuteen, jossa tuotantomäärät olisivat kosmetiikkateollisuutta reilusti suuremmat. Toistaiseksi LocalBiorefinerylla ei ole vielä omaa uuttolaitosta, mutta aikomuksissa on saada 1-10 purunjalostusyksikköä ympäri Suomea. Tiedossa on jo valmiit asiakkaat sekä kuusisokerille että uutetulle purulle – laiteinvestointi vain puuttuu.

Uuttomenetelmillä on mahdollista jalostaa biomassasta lukemattomia korkean arvon aineita, ja jos jossain vaiheessa vielä lääketeollisuuden ovet aukeavat, jalosteiden hinnat nousevat moninkertaisiksi. Kainuulaisista toimijoista on uutosta puhuttaessa mainittava IdeaNature. IdeaNature myy biotuotteiden tuotekehitystä ja valmistaa tuotteita Kontiomäellä. Heillä on käytössään monipuolinen pilottimittakaavan jalostuslaitteisto, ja monenlaiset uuttomenetelmät ovat heille arkipäivää. 

Uuttoon erikoistuneita toimijoita tavatessamme opimme, että Kainuun puuteollisuudessa olisi vielä monta aukkoa tilkittävänä kaskadikäytön tehostamiseksi ja siten korkeamman jalostusarvon kerryttämiseksi. Kentällä yrityssektorin kanssa käytyjen keskustelujen terveisinä uusia potentiaalisia tki-suuntauksia nähdään mm. mäntysokerin tuottamisessa, männyn oksatappien jalostamisessa sekä puun kuoresta saatavien tanniinien erottamisessa. Kainuussa purua ja muuta puuteollisuuden sivuvirtaa on vaikka muille jakaa – esimerkiksi Kuhmon sahan arviolta 10 000 kuivatonnista kuusen sahanpurua voisi tuottaa 1000 tonnia kuusisokeria vuosittain. Ruoka on tunnetusti erityisen maukasta, kun se on lähellä tuotettua – maistuisiko kainuulaisista metsistä saadulla sokerilla makeutettu vanukas tai virvoitusjuoma?

Kuvassa opintomatkan osallistujat tarkastelevat uuttoprosessin läpi käynyttä kuusen sahanpurua.