Syksyn lehdet hyötykäyttöön

Teknologian tutkimuskeskus VTT on tutkinut syksyn pudonneille lehdille ympäristöystävällisiä hyötykäyttömahdollisuuksia. Syksyn lehdet sisältävät paljon kiinnostavia ainesosia, kuten bioaktiivisia yhdisteitä, joita esimerkiksi tekstiiliteollisuus voi tulevaisuudessa hyödyntää.

Joka vuosi syksyn lehtiä kerätään yli 3000 tonnia pihoista ja puistoista pelkästään pääkaupunkiseudulla. Tälle jätteelle on ollut hyvin vähän käyttöä, yleensä se toimitetaan kaatopaikalle, kompostoidaan pihoissa tai jätetään maatumaan. Lehdet sisältävät kuitenkin monia arvokkaita yhdisteitä, kuten keltaisia ja oransseja karotenoideja, punertavia fenoleja kuten antosyaaneja ja lisäksi muun muassa ligniiniä ja muita hiilihydraatteja. Luonnonaineiden tarve eri teollisuuden aloilla on voimakkaassa kasvussa maailmanlaajuisesti. Etenkin tekstiiliteollisuudessa tarve kestävämmille prosesseille on suuri.

Olemme havainneet, että hyödyntämisen kannalta katsottuna ensimmäinen haaste on pudonneiden lehtien keskitetty talteenotto. Pudonneet lehdet jakautuvat tyypillisesti isolle alueelle ja lehtien lajikirjo on suuri. Pihoja ja puistoja haravoitaessa lehtien mukana kulkeutuu myös ylimääräistä roskaa, kuten muovia ja muuta romua. Tämä lehtijäte on siis hyvin vaihtelevan laatuista ja ensimmäinen prosessivaihe on lehtien erottelu roskasta. Tämän jälkeen lehdet kuivataan, jauhetaan ja uutetaan mahdollisimman ympäristöystävällisesti, ilman vahvoja liuottimia.

Saaduilla lehtiuutteilla olemme värjänneet kankaita sekä sävyttäneet sisämaaleja ja havaitsimme, että nämä varsin luonnolliset ja murretut värisävyt kiinnittyivät hyvin käsiteltyihin materiaaleihin. Esimerkiksi kankaissa pesukonepesu ei irrottanut saatua väriä. Havaitsimme myös, että lehtiuutteilla oli erittäin mielenkiintoisia antimikrobisia ominaisuuksia ja ne olivat tehokkaita estämään tiettyjen ihmisille haitallisten mikrobien kasvua. Lisäksi, uutossa syntyneen uuttojäännöksen havaittiin olevan hyvä ligniinilähde ja sen mahdollisuuksia toimia kasvualustana tai alustakomponenttina kartoitettiin alustavasti.

Nyt alkaneessa, Jane ja Aatos Erkon säätiön rahoittamassa BioANTI -projektissa jatkamme lehtiuutteiden antimikrobisten ominaisuuksien tutkimusta juuri tekstiilisovelluksissa. Uudessa hankkeessamme laajennamme uutettavien kasviraaka-aineiden kirjoa muun muassa puutarhassa ja kasvihuoneissa syntyviin biomassasivuvirtoihin. Lisäksi, ligniinipitoisen uuttojäännöksen hyödyntämismahdollisuuksia tutkitaan BioANTI-projektissa vielä laajemmin. Näillä menetelmillä voidaan nähdä uusia liiketoimintamahdollisuuksia puutarha-alan yrityksille, kasvibiomassan jalostajille sekä tekstiili- ja maaliteollisuudelle.

BioAnti – Biopohjaiset antimikrobiset aineet kasvimateriaalien sivuvirroista tekstiilien viimeistelyaineiksi

Suomi on kestävyyden kärkimaita. Yhteiskuntamme tuottaa kuitenkin sivuvirtoja, joiden valjastaminen hyötykäyttöön vaatii edelleen tutkimusta. Kaksivuotisen (1.4.2022-31.3.2024) tutkimuksemme (BioAnti) tavoitteena on luoda edellytykset puutarhoista ja puistoista peräisin olevan biomassajätteen hyödyntämiselle ja jalostamiselle tekstiiliteollisuuden viimeistysaineiksi. Jopa neljännes puutarhasadosta voi päätyä sivuvirraksi. ”Olisi erinomaista, että kasvihuoneviljelyn sivuvirtana syntyvästä kasvimateriaalista voitaisiin jalostaa korkeamman arvon raaka-aineita ja tuotteita. Kasvihuonevihannesten viljelyssä syntyy normaalien hoitotoimenpiteiden yhteydessä tasaiseen tahtiin tasalaatuista lehtimassaa. Olisi hienoa, jos siitä voidaan uuttaa raaka-aineita tekstiiliteollisuudelle. Olemme mielenkiinnolla mukana tekemässä yhteistyötä tutkimushankeen kanssa”, toteaa kasvihuoneviljelijöiden toimialajärjestö Kauppapuutarhaliiton toiminnanjohtaja Niina Kangas.   

BioAnti-hankkeessa kehitetään kestävä ja kustannustehokas prosessi, jossa kiinnostavat yhdisteet eristetään biomassajakeesta uutteeseen, ja jalostetaan edelleen yksinkertaisella membraanitekniikkaa hyödyntävällä prosessilla antimikrobiaaliseksi tuotteeksi tekstiiliteollisuuden tarpeisiin. Tekstiilit sitovat kosteutta ja ovat siten oivia kasvualustoja mikrobeille aiheuttaen terveysriskejä. Tekstiiliteollisuudessa on suuri tarve korvata synteettiset antimikrobiset yhdisteet kestävän kehityksen mukaisesti tuotetuilla yhdisteillä. BioAnti-hankkeen lähtökohtana on kestävyys ja prosessi, jossa energia ja materiaalit virtaavat ja kiertävät niin että jätettä ei synny. Tavoitteena on jätteetön prosessi, jossa kaikille jakeille pyritään osoittamaan järkevää hyötykäyttöä. Hankkeen konsortiossa ovat Helsingin yliopiston tutkimusryhmä (ryhmänjohtaja dosentti Riikka Räisänen), Teknologian tutkimuskeskus VTT:n tutkimusryhmä (ryhmänjohtaja erikoistutkija Suvi Häkkinen) sekä LUT yliopiston erotustekniikan osaston ryhmät, joilla on kokemusta biojalostuksen erotus-, fraktiointi-, puhdistus- ja väkevöintiprosessien kehittämisestä (ryhmänjohtaja prof. Mari Kallioinen-Mänttäri) ja biojalostamoiden tehdas- ja laitossuunnittelusta (ryhmänjohtaja apulaisprof. Kristian Melin). Konsortiossa yhdistyvät HY:n tekstiiliosaaminen ja asiantuntemus luonnonyhdisteiden tekstiilisovelluksista, VTT:n osaaminen antimikrobisten uutteiden tuottamisessa ja hyödyntämisessä, sekä uuttojäännöksen valorisoinnissa sekä LUT yliopiston erotustekniikan sekä laitos- ja tehdassuunnittelun osaaminen. Konsortiolla on käytössään huomattavan laajat tutkimusvälineistöt voidessaan hyödyntää kolmen suuren organisaation infrastruktuuria.   

BioAnti – Biopohjaiset antimikrobiset aineet kasvimateriaalien sivuvirroista tekstiilien viimeistelyaineiksi sai Jane ja Aatos Erkon Säätiön kaksivuotisen rahoituksen 21.12.2021. 

Lisätietoja hankkeesta: Riikka Räisänen, riikka.raisanen[a]helsinki.fi