Biotekninen sellunvalkaisu kansallisessa innovaatioverkossa. Osa 1. Edellytysten muodostuminen

Reijo Miettinen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen kohteena on VTT:ssa syntyneen innovaation, bioteknisen sellunvalkaisun, synty ja kehitys. Menetelmän idea muotoiltiin VTT:n biotekniikan laboratoriossa tammikuussa 1984. Keksinnön perustana oli kymmenen vuotta selluloosaa ja puun muita ainesosia hajottavien entsyymien tutkimusta. 1960-luvun lopussa biotekniikan laboratorio laajensi tutkimusaluettaan panimotutkimuksesta mikrobientsyymien tutkimukseen. Vuonna 1973 puhjenneen öljykriisin jälkeen entsyymitutkimus keskittyi selluloosaa hajottaviin entsyymeihin. Laboratorio asetti tavoitteekseen saavuttaa kansainvälinen huipputaso näiden entsyymien tutkimuksessa. Tähän tavoitteeseen suuntautunut epävirallinen tutkimusohjelma koostui kymmenistä toisiaan tukevista projekteista. 1970-luvun tärkein sovelluskohde oli etanolin valmistaminen puuraaka-aineesta. Tätä sovellutusta tutkittiin SITRAn rahoittamassa kahdessa projektissa vuosina 1975 - 1981. Niihin osallistuivat biotekniikan laboratorion lisäksi Metsäliiton teollisuus ja Alko. Kullakin osapuolella oli perustoimintaansa pohjautuvat syyt osallistua yhteistutkimukseen. Yritysosapuolille osallistuminen tarjosi myös mahdollisuuden arvioida uuden kehittymässä olevan teknologian mahdollisuuksia ja käyttökelpoisuutta oman liiketoimintansa kannalta. 1980-luvun alussa öljykriisi väistyi ja etanolitutkimuksen rahoitus alkoi supistua. Etanolitutkimus pyrki puun kokonaishydrolyysiin, ts. puun kaikkien ainesosien hajottamiseen sokereiksi. Öljyn hinnan muutoksen ja teknisten ongelmien vuoksi tämä tutkimusstrategia ajautui vaikeuksiin. Biotekniikan laboratorion oli löydettävä luodulle osaamiselle, laitteistoille ja entsyymeille uudenlainen käyttötapa ja uudenlaisia sovelluksia. Sellulaasien biokemiallinen tutkimus ja geeniteknologia olivat luoneet edlytykset uudelle orientaatiolle. Kokonaishydrolyysista suuntauduttiin entsyymien valikoivaan käyttöön selluloosa- ja hemiselluloosakuitujen ominaisuuksien muuttamiseksi. Tammikuussa 1984 muotoiltu idea entsyymien käytöstä sulfaattisellun valkaisussa oli ensimmäinen ja toistaiseksi merkittävin näistä uusista sovelluksista. Idean käyttökelpoisuuden vahvistavat tulokset saavutettiin tekemällä yhteistyötä Keskuslaboratorion kanssa, jolla oli hyvät valmiudet sellujen valmistuksessa, valkaisukokeiden teossa sekä sellun paperiteknisten ominaisuuksien analysoinnissa. Tutkimus osoittaa, että perusteknologisen tutkimuksen ja sovellusten välillä on jatkuva vuorovaikutus. Yhteiskunnallisesti ja teollisesti ajankohtaiset sovelluskohteet ja niihin liittyvät ongelmat ohjasivat tutkittavien substraattien ja entsyymien valintaa. Toisaalta etanolitutkimuksessa syntynyt osaaminen oli tehdyn keksinnön synnyn ratkaiseva edellytys. Tämä korostaa yksittäisten sovellusten näkökulmaa yleisemmän, kansainvälistä tasoa olevan perusosaamisen kehittämisen tärkeyttä VTT:n kaltaisessa tutkimuslaitoksessa. Innovaation perustana oli paitsi luotu osaaminen, myös nopea ja kauaskatseinen tarttuminen uuteen ongelmaan, kloorin käytön korvaamiseen sulfaattisellun valkaisussa.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages115
ISBN (Print)951-38-4758-6
Publication statusPublished - 1995
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1643
ISSN1235-0605

Keywords

  • pulping industry
  • pulp
  • bleaching
  • enzymes
  • hydrolases
  • innovation
  • cellulase
  • alcohols
  • ethanol
  • production

Cite this

Miettinen, R. (1995). Biotekninen sellunvalkaisu kansallisessa innovaatioverkossa. Osa 1. Edellytysten muodostuminen. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1643