Hyvinvointia puusta mikrokiteistä selluloosaa jalostamalla

Puu sisältää selluloosaa noin 33–50 prosenttia ja se on maapallon yleisin luonnonpolymeeri. Jalostamalla selluloosaa nykyistä pidemmälle on mahdollista saavuttaa tälle biomateriaalille aivan uusia käyttötarkoituksia.

Kestävä kehitys on yhä tärkeämpää, ja siksi öljypohjaisille materiaaleille etsitään jatkuvasti biopohjaisia vaihtoehtoja. Samanaikaisesti tarve uusille ekologisille tuotteille kasvaa.

Mikkelin ammattikorkeakoulun Savonlinnassa sijaitseva Kuitulaboratorio tutkii parhaillaan puusta saatavan mikrokiteisen selluloosan (MCC) käyttökohteita ja aineen valmistusta. Kuitulaboratorioon on kuluneen talven aikana saatu bioreaktori, jolla MCC:tä voidaan tuottaa lähes tuotantomittakaavassa.

Tämä tarkoittaa, että ainetta saadaan riittävän suuria koe-eriä, jotta voidaan tehdä erilaisia tutkimusta esimerkiksi aiheen soveltuvuudesta elintarvike- ja rehusovelluksiin.

Mikrokiteisen selluloosan käyttökohteet

Mikrokiteinen selluloosa on valkoinen, biohajoava jauhe. Sitä on jo pitkään käytetty lääketeollisuudessa tablettien valmistuksessa. Lääkeaineet sekoittuvat mikrokiteiseen selluloosaan hyvin ja jauhemassan puristuvuusominaisuudet paranevat.

Ainetta käytetään yleisesti myös elintarvikkeiden lisäaineena, jossa sillä on koodina E460. Aineen avulla säädetään esimerkiksi ruuan sakeutta, paakkuuntumista ja suutuntumaa. Lisäksi sillä voidaan korvata rasvojen käyttöä.

Kuitulaboratoriossa on bioreaktori, jolla mikrokiteistä selluloosaa voidaan valmistaa tuotantomittakaavassa. Kuva: Manu Eloaho / Darcmedia.

Kuitulaboratorio kehittää valmistusta ja uusia sovelluskohteita

Olemassa olevat MCC:n tuotantotekniikat nostavat tuotteen hinnan korkealle ja mahdollistavat vain pienten tuotantolaitosten tekemisen. Uusi tutkittava tuotantomenetelmä mahdollistaa edullisen MCC:n massatuotannon.

Tutkimuksessa tehdään läheistä yhteistyötä Aalto Yliopiston kanssa ja heidän kehittämän AaltoCell™ menetelmän soveltamisessa. Menetelmässä kevyesti hapotettu selluloosa ohjataan jatkuvatoimiseen reaktoriin, jossa noin 6 bar:n paineessa ja 160 oC:een lämpötilassa, selluloosan kuidut hajoavat pieniksi noin 0,02mm kokoisiksi osiksi. Tämän jälkeen tuote pestään ja kuivataan tarvittaessa. Menetelmän avulla tuotteesta saadaan puhdasta ja luonnollista jauhetta kohtuullisilla kustannuksilla.

Tällä uudella menetelmällä valmistetulla MCC:llä ja sen tuomilla teknistaloudellisilla eduilla tähdätään erityisesti suurivolyymisiin tuoteapplikaatioihin, kuten eläinruoka- ja komposiittituotteisiin.

Terveysvaikutuksia kannattaa tutkia

Uudella reaktorilla voidaan kokeilla myös uusia valmistusmenetelmiä ja raaka-aineita MCC:n tuottamiseksi. Yhtenä tutkimuksen haaroista on ligniinipitoinen MCC, joka on aivan uusi tuote maailmanlaajuisesti. Ligniini on luonnollinen kuitujen sideaine, jota puussa on 20–30 prosenttia.

Ligniinin käytöllä on voitu esimerkiksi vähentää antibioottien käyttöä siipikarjan kasvatuksessa ja esimerkiksi tutkimuksessa (Baurhoo B., Phillip L., Ruiz-Feria C. A. 2007) on havaittu kolibakteeri määrien pienentyneen pehkuissa, kun rehuun on lisätty ligniiniä.

Kuitulaboratorio on hakenut rehusovelluksiin TEKES rahoitusta yhdessä Aalto Yliopiston ja Luonnonvarakeskuksen kanssa. Hankkeessa tutkittaisiin ligniinipitoisen MCC:n ja puun uuteaineen käyttämistä rehusovelluksissa.

Puuta voidaankin kutsua materiaalien tavarataloksi, josta voimme löytää yhä uusia mahdollisuuksia.

Lähteet

Baurhoo B., Phillip L ., Ruiz-Feria C.A., Effects of Purified Lignin and Mannan Oligosaccharides on Intestinal Integrity and Microbial Populations in the Ceca and Litter of Broiler Chickens . 2007 Poultry Sci. 86: 1070