Puun ligniinistä kehitetään liimaa ja betonin notkistinta

Puukuitujen sidosaine ligniini on paperiteollisuuden ja biojalostamoiden merkittävä sivuvirta, jolle etsitään polttoa arvokkaampia käyttökohteita

VTT:ssä kehitetään ligniinistä ympäristöystävällistä liimaa ja notkistinapuainetta betonin valmistukseen korvaamaan öljypohjaisia tuotteita.

Lastulevyistä, kovalevyistä, vanerista tai laminaateista valmistetuissa puutuotteissa käytetään fenolia ja formaldehydiä sisältäviä hartsiliimoja. Sekä liiman että puutuotteiden valmistajat etsivät biopohjaisia ja turvallisia vaihtoehtoja öljypohjaisille, myrkyllisille ja kalliille liimakomponenteille, jotta kuluttajille saataisiin turvallisempia ja ympäristöystävällisempiä tuotteita. Esimerkiksi vanerin hiilijalanjäljestä jopa puolet on peräisin liimasta.

VTT on kehittänyt ja patentoinut teknologian, jonka avulla sellunkeiton energiaksi menevästä sivuvirrasta voidaan valmistaa reaktiivista ligniiniä, joka mahdollistaa fenolin korvaamisen puuliimoissa käytettävissä fenoli-formaldehydihartseissa.

– Koska biopohjaiset liimat ovat merkittävässä roolissa puutuotteiden ympäristövaikutusten pienentämisessä, ympäristöystävälliset liimat ovat kilpailuetu tulevaisuudessa, sanoo VTT:n erikoistutkija Hanne Wikberg.

Wikbergin mukaan fenolin hinta ja sen epävakaus ovat päämotiiveja liimavalmistajille fenolin korvaamiseen uudella biopohjaisella tuotteella. Puuliimojen ohella myrkytön CatLignin soveltuu lisäaineeksi myös esimerkiksi muovi- ja kumituotteisiin aina kumisaappaista autonrenkaisiin.

– Materiaalin hyödyntäminen tuo uusia liiketoimintamahdollisuuksia koko arvoketjulle ligniinin tuottajista liimojen ja puutuotteiden valmistajiin sekä loppukäyttäjiin. Käytännössä tämä tarkoittaa sellutehtaita, liimojen, laminaattien- ja puutuotteiden valmistajia sekä esimerkiksi keittiökalusteiden ja huonekalujen valmistajia, luettelee Juha Leppävuori, erikoistutkija VTT:ltä.

Wikberg ja Leppävuori arvioivat, että CatLignin -teknologian kaupallistaminen teolliseen mittakaavaan osaksi sellutehdasta toteutuu vuoteen 2020 mennessä.

Myös rakennusteollisuus pyrkii biopohjaisten vaihtoehtojen käyttöön, mutta haluaa samalla parantaa kustannustehokkuutta sekä säilyttää korkean laadun. VTT:n kehittämällä LigniOx-hapetusmenetelmällä ligniinistä voidaan muokata notkistinapuaine betonin valmistukseen korvaamaan nykyisiä tuotteita, jotka valmistetaan öljypohjaisista kemikaaleista ja lignosulfonaateista.

Ligniinipohjainen LigniOx notkistin on ekologinen ja kustannustehokas vaihtoehto synteettisille betonin notkistimille, jotka parantavat betonin työstettävyyttä ja vaikuttavat myös lopputuotteen lujuuteen. Vaikka notkistimen osuus betonimassasta on alle prosentin luokkaa, tuotteella arvioidaan olevan 15 miljoonan tonnin suuruiset maailmanmarkkinat vuodessa.

– Rakentajan näkökulmasta on tärkeää, että betonimassaa on helppo työstää ja lopputuotteesta tulee luja. VTT:n LigniOx-notkistin toimii betonointikokeissa paremmin kuin kaupallinen lignosulfonaattinotkistin ja on erittäin lupaava myös synteettiseen tehonotkistimeen verrattuna, VTT:n erikoistutkija Anna Kalliola sanoo.

Kalliolan mukaan VTT:ssä kehitetty menetelmä on herättänyt runsaasti kiinnostusta biojalostamoista laitevalmistajiin ja loppukäyttäjiin sekä kotimaassa että kansainvälisesti.
– Toukokuussa starttaa EU:n tukema nelivuotinen hanke, jossa LigniOx prosessi tullaan ylösskaalaamaan ja demonstroimaan yhdessä teollisten partnereiden kanssa. Kaupallistamisen oletetaan tapahtuvan viimeistään 3-4 vuoden sisällä, arvioi Kalliola.