Metsä

Ligniinissä lepää lupaus

Paperin valmistuksessa puun sisältämä ligniini on haitaksi, mutta tulevaisuudessa puusolu saattaa syrjäyttää öljypohjaisia aineita.
Kari Salonen
Puusolukkoa kerätään kaarnan alta puun aktiivisen paksuuskasvun aikana.

Ilmaston muuttuessa metsänomistajan etuna olisi istuttaa taimia, jotka tiedetään kestäviksi esimerkiksi metsätuholaisia ja tauteja, kuten tyvilahoa vastaan.

Puiden jalostus on kuitenkin piinallisen hidasta. Jokainen puusukupolvi täytyy kasvattaa, jotta siitä voidaan mitata taudinkestävyyttä, kasvua ja muita ominaisuuksia.

Vuonna 2013 julkaistiin kuusen koko perimä eli genomi, ja koivun genomia ollaan julkaisemassa. Geenitiedon hyödyntäminen on nyt mahdollista, ja genominen jalostus on tekemässä tuloaan metsäpuiden jalostukseen. Sen tarkoituksena on nopeuttaa puusukupolven testausvaihetta.

Kun esimerkiksi puun taudinkestävyyteen ja muihin kasvuominaisuuksiin vaikuttavat geenit tunnetaan, voidaan jo pienestä taimesta ottaa näyte. Siitä voidaan tutkia ja ennustaa, millaisia ominaisuuksia aikuisella puuyksilöllä olisi.

Kuusen ja muiden puiden perusbiologian tuntemuksessa on yhä aukkoja.

Luotettavan tiedon saaminen olisi tärkeää raaka-aineen hyödyntämisen, monimuotoisuuden säilyttämisen ja puiden jalostamisen takia.

Puusta saatava hyöty perustuu puun sisältämän selluloosan, hemiselluloosan ja ligniinin suureen määrään sekä putkisolujen ja syiden kuitumaiseen muotoon.

Ligniini tekee puusta kovan ja antaa puulle hyvän työstettävyyden, kestävyyden ja polttoarvon.

Selluloosa on sellun ja paperin raaka-ainetta. Paperin valmistuksessa ligniini on haitaksi. Jotta puumateriaalista saadaan paperia tai kartonkia, kuidut erotetaan toisistaan mekaanisesti tai ligniini poistetaan kemiallisesti.

Ligniini haittaa myös bioetanolin tuotantoa esimerkiksi oljesta tai puuhakkeesta.

Ligniini ympäröi soluseinän sokeripolymeerejä ja vaikeuttaa sokeriketjuja hajottavien entsyymien toimintaa.

Osa selluloosasta ja hemiselluloosasta jää pilkkoutumatta yksittäisiksi sokereiksi ja siten hyödyntämättä.

Nykyisin kemiallisessa sellun valmistuksessa eroteltava ligniini poltetaan yleensä energiaksi.

Ligniinille on myös jatkojalostuskäyttöä. Esimerkiksi sellun keitosta jäävää lignosulfonaattia käytetään muun muassa pehmennysaineena betonin valmistuksessa, sidosaineina erilaisissa liimoissa ja hartseissa sekä eläinten pellettirehun laadun parantamisessa.

Ligniinin muodostumista kasvissa tutkitaan paljon, ja sitä hyödyntävien prosessointimenetelmien kehitystyö on vilkasta. Ligniinin odotetaan tulevaisuudessa syrjäyttävän öljypohjaisia aineita.

Ligniiniä on jo kokeiltu autojen hiilikuiturunkojen valmistamiseen Ruotsissa.

Teollisuus etsii menetelmiä, joilla ligniinistä saataisiin kemiallisesti tasalaatuista.

Uusien tuotteiden kehitystyö on vilkasta muun muassa Sunilan tehtailla Kotkassa.

Luonnonvarakeskuksessa ja Helsingin yliopistossa tutkitaan muun muassa puuaineksen syntyyn, hajotukseen, taudinkestävyyteen ja sovellutuksiin liittyviä ilmiöitä useissa ryhmissä.

Tutkijat haluavat esimerkiksi selvittää, miten kuusi tekee ligniiniä ja miten tapahtumaa säädellään.

Ligniinin rakenneosien synty ja sen säätelyreitti tunnetaan melko hyvin mallilajeilla, kuten pienellä lituruoholla.

Sen sijaan erityisesti kotimaisten metsäpuulajien puun synnyn säätelystä tiedetään vähemmän.

Tutkimuksessa yhdistellään tietoa geenien ilmenemisestä, entsyymiaktiivisuuksista ja ligniinin rakentumiseen liittyvistä välituotteista.

Kokonaiskuva avaa käsityksen puun syntyyn liittyvistä biologisista ilmiöistä ja hyödyttää siten puiden jalostusta sekä kasvibiomassan käyttöä erilaisissa sovellutuksissa.

Kirjoittajat työskentelevät Helsingin yliopiston Maataloustieteiden laitoksella ja Anna Kärkönen myös Luonnonvarakeskuksen Vihreä teknologia -yksikössä.

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Sunilan ligniinistä ryhdytään tekemään puupohjaista hiiltä kännyköiden ja sähköautojen akkuihin – Stora Enso rakentaa koelaitoksen Kotkaan

Säiden äärioloja kestäviä vehnälajikkeita voidaan saada markkinoille viiden–kymmenen vuoden kuluessa

Stora Enson ligniini voitti innovaatiopalkinnon – puu voi korvata fossiilisia raaka-aineita vaikka hiilikuiduissa

MT PUUN HINTA
Tukki
päätehakkuu, koko Suomi
MT METSÄTILAN HINTA
Metsätilat
koko Suomi
MT PUUKAUPAN ARVIOINTI