Lignoselluloosan happamassa esikäsittelyssä poistuvat hiilihydraatit

Abstract

Tämän lisensiaattitutkielman kirjallisessa osassa esitettiin kuvaus biomassoista, (ligno- selluloosamateriaalit) ja niihin pohjautuvien jalostettujen polttoaineiden tuotannon haasteista ja kustannuksta sekä tarkasteltiin biomassaraaka-aineiden esikäsittelymene- telmiä. Tarkastelun pohjana oli Suomen kasvuoloissa yleisimpien lingoselluloosa- materiaalien, havu- ja lehtipuun sekä ruokohelpin, soveltuminen bioetanolituotantoon niin integroituna perinteisen sellutehtaan yhteyteen kuin myös omana erillisenä tuo- tantonaan. Tutkielman kokeellisessa osassa analysoitiin eri esikäsittelymenetelmien, laimean ja väkevän rikkihappokäsittelyn sekä vesikäsittelyn vaikutusta tuotetun hydrolysaatin koostumukseen bioetanolituotannon keskeisimpien komponenttien, hiilihydraattien ja inhibiittorien, osalta. Tarkoituksena oli löytää bioetanolituotantoon sopivin yleinen lignoselluloosamateriaali sekä tälle edullisin esikäsittelymenetelmä. Työn tulokset tukivat yleistä käsitystä eri esikäsittelyliuottimien vaikutuksesta esikäsittelyn onnistumiseen ja eri komponenttien saantoihin. Väkevällä rikkihapolla tehtävän esikäsittelyn havaittiin olevan tehokas menetelmä, mutta se asettaa suuret vaatimukset tuotantolaitteistolle. Samoin laimean rikkihapon avulla suoritettava esikäsittely yhdistettynä korkeaan lämpötilaan tai pitkään käsittelyaikaan ei edustanut käyttökelpoista vaihtoehtoa itse raaka-aineelle aiheuttavan haitallisen vaikutuksensa takia. Tutkituista lignoselluloosamateriaaleista potentiaalisimmaksi raaka-aineeksi osoittautui ruokohelpi ja esikäsittelymenetelmistä laimea rikkihappo lyhyellä käsittelyajalla. Mikäli kyseinen yhdistelmä saavuttaisi teollisen tuotannon kriteerit, on siihen liittyvää tutkimusta kuitenkin vielä laajennettava erityisesti pyrittäessä maksimaaliseen hiilihydraattisaantoon.