KOIVUN, MÄNNYN JA KUUSEN PURUN ENTSYMAATTINEN HYDROLYYSI

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli koivun- männyn- ja kuusenpurun entsymaattinen hydrolyysi. Toimeksiantajana oli Centria-ammattikorkeakoulu. Aihe liittyi Forest Refine –projektin tutkimustyöhön, jossa tutkittiin kuitulietteen entsymaattista hydrolyysia. Opinnäytetyö toteutettiin kevään 2014 aikana.

Aihe on noussut esille kasvavasta biopolttoaineiden tarpeesta. Uusia raaka-aineita ja tekniikoita kehitetään koko ajan. Biopolttoaineilla pyritään korvaamaan fossiiliset polttoaineet tulevaisuudessa yhä enemmän. Biopolttoaineiden valmistusprosessia on pyritty kehittämään niin, että se olisi kannattavaa taloudellisesti. Prosessista on pyritty karsimaanylimääräisiä vaiheita, jotta prosessista tulisi kannattavampi.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, onnistuuko entsymaattinen hydrolyysi puupuru-näytteille ilman esikäsittelyvaihetta. Tuloksista laskettiin lopullinen kokonaissokerinsaanto, jonka perusteella pystyttiin arvioimaan, onko kannattavaa käyttää puupurua yhtenä biopolt-toaineen raaka-aineena. Tuloksista selvisi, että puupurunäytteistä saatiin irrotettua sokeria ilman esikäsittelymenetelmiä. Saanto jäi noin alle 20% puupuruissa, joten kovin korkeita saantomääriä ei onnistuta tällä menetelmällä saavuttamaan. Kokeet suoritettiin laboratoriomittakaavassa.

Lignoselluloosaa biopolttoaineen raaka-aineena on tutkittu paljon ympäri maailmaa. Monimutkainen kemiallinen rakenne tekee lignoselluloosasta hankalan sokerin raaka-aineen. Hydrolyysimenetelmät ovat kalliita ja teknisesti haastavia

The topic of this thesis was enzymatic hydrolysis of birch, pine and sprice. The commis-sioner was Centria University of Applied Sciences. The subject was interlinked with the research of the Forest Refine – project which studied the enzymatic hydrolysis of fiber sludge. Thesis was carried out during the spring 2014.

The topic of my thesis has become a current issue because of the increasing need for biofuels. New raw materials and techniques are being developed all the time. Increasingly, fossil fuels are being replaced by biofuels in the future. Biofuel production process has been developed to become economically viable. There is an aim to eliminate as many phases as possible from the production process to make it more profitable.

The aim of this thesis was to investigate if it is possible to implement enzymatic hydrolysis for the wood powder samples without the pretreatment phase. The final total sugar yield was calculated form the results, based on these results it can be evaluated, whether it is advisable to use wood powder as a raw material for biofuel. The results indicated that the sugar can be removed form the wood powder samples without pre-treatment methods. The yield was about 20 % which means that with this method it is not possible to achieve high yield levels. Experiments were carried out on a laboratory scale.

Ligno-celluloclose as a raw material for biofuels has been studied extensively around the world. The complex chemical construction of the lignocellulosic biomass makes it difficult raw material for sugar. Hydrolysis methods are expensive and technically challenging.