Metla Hanke 3570
Puun ja muiden biomassojen käyttö etanolin, hemiselluloosan ja platform-kemikaalien tuotannossa
Kesto: 2012-2014
Tutkimusohjelma: ForestEnergy2020
Tavoitteet
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.
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. 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. 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. 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.
Hankkeen vetäjä:
Ilvesniemi, Hannu
Metsäntutkimuslaitos,
Vantaan toimipaikka,
PL 18, 01301 VANTAA
Puhelin: 029 532 2440
Sähköpostiosoite: hannu.ilvesniemi@metla.fi
Muut tutkijat:
Kantola, Marjatta, VA (2013), Kitunen, Veikko, VA (2012-13), Tapanila, Tarja, VA (2012-13)
Sivun alkuun
Tämä sivu on tuotettu Metlan tietokannasta 02.02.2013
Palaute