JYUnity

Soveltava kemia on vahvasti teollisessa yhteistyössä

Soveltava kemia on jo pitkään ollut mukana kehittämässä menetelmiä pyrittäessä kohti kestävää ja mahdollisimman vähän ympäristöä kuormittavaa tuotantoa. Kiertotalousnäkökohdat ovat olleet mukana tutkimuksessa ja opetuksessa Jyväskylän yliopistossa oppiaineen perustamisesta lähtien, nyt jo liki 25 vuotta.

Kiertotalous on käsite, jonka kuulee monessa yhteydessä. Se mielletään yleensä erilaisten materiaalien mahdollisimman pitkäikäiseksi kulutuskierroksi.

– Pääasiassa sillä tarkoitetaan hiilineutraaleiksi katsottavien biomassojen tehokasta kiertoa yhteiskunnassa mahdollisimman pitkään, soveltavan kemian professori Raimo Alén luonnehtii.

– Vaikka on hyvä pyrkiä jätteiden hyödyntämiseen kemiallisten tuotteiden raaka-aineina tai energiana, kuitenkin tehokkaampaa on kehittää jätteiden syntyä ehkäiseviä tuotantoprosesseja, hän huomauttaa.

– Onhan myös niin, että EU:n mukaan jätettä ei itse asiassa ole olemassa, se on aina raaka-aine jollekin.

Soveltavan kemian professori on kohtalaisen optimistinen maapallon tulevaisuuden suhteen. Hän ajattelee ihmiskunnan lähihistoriaa raaka-aineiden aikakausina. Öljyn valtakausi petrokemiallisen tuotannon myötä alkoi käytännössä vasta 1950-luvulla, sitä ennen hyödynnettiin teollisen vallankumouksen yhteydessä pääasiassa kivihiiltä. Nyt palataan kivihiiltä edeltäneeseen vihertalouteen, jossa biomassa nousee taas merkittävään asemaan.

Suomessa biotalouden avainalueita ja kestävän kasvun avaintekijöitä ovat erityisesti metsätalous ja sen lisäksi elintarviketeollisuuden sekä maatalouden sivuvirrat. Näitä voidaan käyttää kemikaalien valmistukseen ja raaka-aineina korvaamaan osin fossiilisiin raaka-aineisiin pohjautuvia tuotteita, kuten muoveja.

– Tulevaisuudessa hyödynnetään uudistuvia raaka-aineita, jotka sisältävät paljon hiilihydraatteja. Biomassaan voidaan laskea kuuluvaksi kaikki fotosynteesissä syntyvä kasvimateriaali, mutta myös eläimet, Alén luettelee. Auringon energia on niissä sitoutunut kemiallisiin aineisiin, joita hyödynnetään teollisessa toiminnassa. Tärkeää on myös kehittää uusia tapoja kierrättää materiaaleja yhä pidempään.

– Esim. paperikuitua pystytään kierrättämään viisi kertaa, tiettyjä biomuoveja samoin, mutta kiertoaikaa pyritään pidentämään.

Suurin ongelma fossiilisten raaka-aineiden energiakäytön alueella on Alénin mukaan haitalliset ympäristövaikutukset, mikä ensisijaisesti edellyttää biopohjaisten liikennepolttoaineiden kehittämistä. Esimerkiksi biopohjaista etanolia ja butanolia voidaan jo lisätä bensatankkiin, mutta alaan liittyvää tutkimusta tarvitaan vielä.

Kiertotalouden aiheisiin panostaminen sekä koulutuksen että tuotannon osalta on tulevaisuudessa välttämätöntä. Teollisuuden ohella oppi- ja tutkimuslaitokset ovat yleensä tiedostaneet hyvin alan valtavan merkityksen. Kysyntää osaajille on.

Biomassojen tehokas hyödyntäminen edellyttää niiden koostumustiedon lisäksi yksityiskohtaista käsitystä siitä, miten niiden kemiallisia rakennekomponentteja voidaan monipuolisesti hyödyntää teollisessa mitassa. Pääjakeiden, selluloosan, hemiselluloosien ja ligniinin ohella myös lukuisilla uuteaineilla on usein fysiologisten vaikutustensa vuoksi merkitystä esimerkiksi hoitotieteissä.

Soveltavat kemistit osaavat analysoida aineiden koostumuksia ja hallita prosessikemiaa. Ilman tätä osaamista ei biomassanjalostus toimi, professori muistuttaa. Hyvä yleistieto on aina arvokasta. Pitää kokonaisvaltaisesti ymmärtää, miten hyödynnetään optimaalisella tavalla erityyppisiä biomassavaroja.

Noin kymmenen maisteria vuodessa ja jatkotutkinnot päälle

Jyväskylän yliopistossa aloitettiin vuonna 1988 soveltavien luonnontieteiden kehittämisohjelma, jonka tarkoituksena oli vahvistaa koulutusta ja tutkimusta Keski-Suomen elinkeinoelämän tutkimuksen, tuotekehityksen ja tuotannon kannalta tärkeillä aloilla.

Ohjelman puitteissa aloitti yhtenä oppiaineena vuonna 1993 soveltava kemia. Sen opetuksen ja opetuksen ja tutkimuksen systemaattinen yleistavoite on ollut yleishyödyllisellä tavalla yhdistää luonnontieteellinen perusosaaminen ja biojalostuskemiaa käsittävä erikoisosaaminen ottamalla erityisesti huomioon teollisuuden tarpeet, oppiaineessa alusta lähtien professorina toiminut Alén tiivistää.

Soveltava kemia pääaineena on toistaiseksi valmistunut noin 230 maisteria ja 70 jatkotutkintoa. Valmistuneiden sijoittuminen muun muassa teollisuuteen on ollut hyvä ja yhteistyö toimii opinnäytteiden tekemisessäkin. Opinnäytetöistä lähes kaikki on tehty ulkopuolisella rahoituksella. Usein niissä tehdyt innovaatiot voidaan hyödyntää edullisesti suoraan suurteollisuudessa. Monissa tapauksissa toiminnan rahallinen hyöty on ollut suuri. Soveltava kemia järjestää nyt kesäkuussa alumnitilaisuuden valmistuneille kokemusten vaihtamiseksi ja yhteistyöverkoston edelleen vahvistamiseksi.

Viime aikoina soveltavan kemian yhteistyö muun muassa Vapon ja Luonnonvarakeskuksen eli Luken kanssa on vahvistunut. Ideoita on helppo vaihtaa, kun toimitaan samassa rakennuksessa Ylistönrinteen kampuksella. Myös tutkimustoimintaan liittyviä yhteistyökuvioita on jo meneillään ja suunnitteilla.