Arvokkaat luonnonaineet talteen ekologisesti ultraäänen avulla

Suomalaiset metsämarjat ovat maailmallakin tunnettuja super foodeja, mutta vain pieni osa luonnossamme kasvavista arvoaineista hyödynnetään kaupallisesti. Ultraääniavusteiseen uuttoon perustuva menetelmä voi vauhdittaa liiketoimintaa luonnon arvoaineiden ympärillä.

Vanhan puun paksut juuret

Marjat, siemenet, juuret, kuoren osat ­­ – suomalainen kasvillisuus kätkee sisäänsä valtavasti arvokkaita ainesosia, jotka ovat kaupallisesti hyödynnettävissä joko sellaisenaan tai muiden tuotteiden raaka-aineina.

Luonnosta uutettujen, eli liuottamalla erotettujen aineiden käyttökohteita ovat esimerkiksi antioksidantteja tai flavonoideja sisältävät hyvinvointituotteet, aktiivisten lääkeaineiden raaka-aineet, elintarvikkeissa tai tekstiileissä käytettävät väriaineet, sekä erilaiset maku- ja hajuaineet.

Luonnon arvoaineiden ympärille rakentuvaa liiketoimintaa ja suomalaisen maaseudun elinvoimaisuutta tuetaan LUTin kemian- ja prosessitekniikan osaamisella. Uudessa Business Finlandin rahoittamassa Tutkimuksesta liiketoimintaa (TUTLI) -hankkeessa rakennetaan luonnonaineiden tehokkaaseen talteenottoon laitteistoa, joka soveltuisi paikalliseen tuotantoon esimerkiksi maatilalla.

LUTissa ultraääniprosessointiin aiemmin kehitettyä laitetta hyödynnetään uuttolaitteiston rakentamisessa.

"Perusilmiö taustalla on se, että ultraäänellä voidaan hajottaa orgaanisia soluja. Kun hyödynnämme ultraääntä luonnonaineiden uutossa, voimme saada 25-400 % korkeampia saantoja verrattuna perinteiseen sekoitussäililöuuttoon", taustoittaa Tuomas Koiranen, LUTin prosessitekniikan professori.

"Tämä on luonteva jatkumo aiemmin patentoidun SONOTECC-laitteen hyödyntämiselle. Näemme tässä merkittävää liiketoimintapotentiaalia", jatkaa Koiranen.

Vaihtoehto fossiilisille raaka-aineille ja synteettisille menetelmille

Koiranen kertoo konseptin rakentuvan hiilineutraalille valmistuksen ekosysteemille, mikä toisi kaivatun vaihtoehdon monelle synteettiselle valmistusmenetelmälle.

"Esimerkiksi elintarvike-, tekstiili-, ja kosmetiikkateollisuuden raaka-aineiksi valmistetaan edelleen paljon väri- maku- ja hajuaineita fossiilisista raaka-aineista. Näitä kemiallisiin synteeseihin perustuvia prosesseja on optimoitu vuosikymmenien ajan, mutta silti ne synnyttävät päästöjä ja jätevirtoja, joita tulee käsitellä. Biomateriaalien ultraäänihajotuksella nämä haitat vältetään."

Jatkuvatoimista modulaarista uuttoprosessia tullaan testaamaan laajasti hyödynnetyillä malliaineilla, esimerkiksi porkkanasta talteen otettavalla karoteenilla, jotta tehokkuutta voidaan verrata aiemman tutkimustiedon valossa muihin talteenottomenetelmiin. Samalla tehdään näkyväksi arvoketjuja raaka-aineista valmiiksi tuotteiksi, ja näiden ympärille mahdollisia liiketoimintamalleja.

"Näin alkuvaiheessa prosessin sovellussuunnat ovat luonnollisesti vielä avoimia. Pyrimme siihen, että tutkimuksesta syntyisi konsepti konttiin sijoitettavalle ratkaisulle ja mahdollisesti myös suuremmille yrityksille soveltuvia yksittäislaiteratkaisuja."

Koiranen visioi konttilaitteiston soveltuvan esimerkiksi mehuasemille, maatiloille tai mikropanimoille. Yksittäislaitteistot hän näkee mahdollisuudeksi suuremmille elintarvikevalmistajille tai kauppaliikkeille.

"Nykytuotantoon yhdistettynä uskon ultraääniuuton potentiaaliin jalostusasteen nostamisessa, sekä ruokaketjujen hävikin vähentämisessä. Näkisin aivan mahdollisena, että vaikkapa hävikkihedelmistä otettaisiin arvoaineita talteen suoraan marketeissa."

Business Finlandin rahoittama NATINREC - MULTIPRODUCT FACTORY FOR SUPEREFFICIENT NATURAL INGREDIENT RECOVERY- hanke käynnistyi syyskuussa 2019 ja kestää kaksi vuotta. Tutkimusryhmään kuuluvat Tuomas Koirasen lisäksi projektipäällikko Dmitry Gradov, tutkija Jussi Tamminen, professorit Tuomo Sainio, Antti Häkkinen ja Juha Varis, sekä erotustekniikan keskuksen johtaja Samantha Kiljunen.

Lisätietoja:

Tuomas Koiranen, professori, puh. 050 435 7414, etunimi.sukunimi@lut.fi .