Ohran oljen mekaanis-katalyyttinen esikäsittely pelkistyneiksi sokereiksi

Maa- ja metsätalouden sivutuotteena muodostuu paljon hyödynnettävissä olevia lignoselluloosapohjaisia jätebiomassoja, joita voitaisiin käyttää esimerkiksi liikenteen biopolttonesteiden ja -kemikaalien valmistuksessa korvaamaan fossiilisia raaka-aineita. Eräs tällainen hyödynnettävissä oleva biomassa on ohran olkisato (lehdet ja korret). Olkisato jää usein pelloille, ja siitä arviolta vain noin 20% käytetään eläinsuojien kuivikkeena. Ohran oljen tehokkaampi hyödyntäminen mahdollistaisi biotalouden hengen mukaisesti uusia ratkaisuja kemikaalien ja materiaalien kestävään tuotantoon.

Väitöstutkimuksessa on kehitetty uutta katalyyttistä esikäsittelymenetelmää ohran oljen hyödyntämiseksi lisäämällä oljen liukoisuutta, parantamalla haluttujen lopputuotteiden saantoa ja siten edistämällä käsittelyprosessin materiaalitehokkuutta vihreän kemian periaatteiden mukaisesti. Väitöskirjatutkimus antaa uutta tietoa ohran oljen mekaanis-katalyyttisestä käsittelystä, mikä on uusi menetelmä biomassan katalyyttisessä muokkauksessa. Menetelmässä yhdistetään kemiallinen (katalyyttinen) käsittely ja biomassan mekaaninen jauhatus. Väitöstutkimuksessa ohran olkea käsiteltiin katalyyttien (muurahaishappo, etikkahappo, rikkihappo, oksaalihappodihydraatti, kaliumpyrosulfaatti) avulla erilaisissa reaktio-olosuhteissa.

Väitöstyön tulokset osoittavat, että ohran olki sisältää huomattavia määriä hyvälaatuista kuitumateriaalia, selluloosaa ja hemiselluloosaa, jotka voitaisiin vielä tehokkaasti hyödyntää. Yli puolet tästä voidaan hajottaa ensin vesiliukoisiksi oligosakkarideiksi ja edelleen pelkistyneiksi sokereiksi, joita voidaan käyttää biopolttoaineiden ja -kemikaalien valmistuksessa. Edellä mainitut mekaanis-katalyyttiset reaktiot tapahtuvat ilman ulkoista lämmitystä hyödyntäen jauhatuksen aikaansaamaa reaktiolämpötilaa. Lisäksi sivutuotteiden muodostuminen on vähäistä, mikä edistää käsittelyn materiaalitehokkuutta. Väitöstutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää mietittäessä olkibiomassan teollista hyödyntämistä.