Oliiviöljyjätteestä uudenlaiseksi kemikaaliksi

Jätteiden käsittely on muuttunut viime vuosina radikaalisti – kaatopaikkoja suljetaan, jätelakeja kiristetään ja jätteitä ohjataan hyötykäyttöön monin eri tavoin. Muutoksista huolimatta Eurooppa ei saa koko jätemäärää ohjattua hyötykäyttöön. Kehitystä kaipaa eritoten biojäte, josta vielä 40 % ohjattiin kaatopaikoille vuonna 2010. Suunta on kuitenkin parempaan päin, sillä orgaanisen jätteen muuttaminen energiaksi on yhä yleisempää ja enenemässä.

Kirjoittajat: Sara Orre ja Sakari Halmemies

Yleistä biojätteen hyödyntämisestä

Taloja lämmitetään jo öljyn sijaan bioöljyllä ja liikenteessä voi nähdä biokaasulla kulkevia autoja. Biojätettä muutetaan energiaksi hyvää vauhtia, mutta onko se tarpeeksi, sillä jatkossakin biojätteen määrä on kasvussa väestökehityksen myötä? (Luxembourg 2010)

Italiassa Torinon yliopistossa on jo kauemmin ollut käynnissä Biochemenergy -niminen projekti, jossa tutkitaan mahdollisuuksia valmistaa biojätteestä erilaisia kemiallisia tuotteita. Projektissa käytettiin kaupunkibiojätettä, josta valmistettiin biopohjainen tuote erilaisin kemiallisin menetelmin. Tällaista liukoista bio-orgaanista tuotetta kutsutaan yleisesti SBO:ksi (soluble bio organics). Italiassa SBO:n todettiin toimivan mm. vaatteiden värjäyksessä ja lannoitteena. SBO:lla on tutkittu olevan pinta-aktiivisia ja fotoaktiivisia ominaisuuksia, joihin sen toiminta perustuu. (Montoneri ym. 2011)

LAMK mukana jalostamassa oliiviöljyjätettä

Ympäristöteknologian opiskelija Sara Orre osallistui keväällä 2016 Valencian polyteknisen yliopiston Alcoyn kampuksella oliiviöljyn tuotannosta syntyvän sivutuotteen alperujo tuotekehitykseen opinnäytetyötä tehden. (Orre 2016). Tämä haitalliseksi ongelmajätteeksi luokiteltu aine tuottaa Espanjassa päänvaivaa, sillä sitä syntyy vuosittain miljoonia tonneja (Cegarra & Alburquerque 2016). Alperujossa on todettu olevan paljon humiinipitoisia aineita, joilla on todettu olevan samankaltaisia kemiallisia ominaisuuksia kuin SBO:lla. Kehitystyössä alperujosta erotettiin humiinipitoiset aineet, ja niistä valmistettiin SBO-tuote, jonka toimintaa testattiin foto-Fenton reaktiossa.

Foto-Fenton reaktio on tehokas jäteveden puhdistusmenetelmä, jossa valolla tehostettu kemiallinen reaktio raudan ja vetyperoksidin välillä hapettaa haitta-aineita mm. vedeksi. Fenton-reaktio vaatii normaalisti happamat olosuhteet, mutta SBO:n ansiosta reaktio on toteutettavissa neutraaleissa olosuhteissa ympäristöä säästäen. (Gomis ym. 2013). Opinnäytetyössä testattiin alperujon soveltuvuutta SBO:n korvaajaksi. (ITRC 2005)

Oliiviöljyjätteestä SBO-tuotteeksi

Työssä käytetty alperujo oli peräisin etelä-Espanjassa sijaitsevalta oliiviöljyn tuotantolaitokselta. Alperujosta mitattiin kosteus ja orgaanisen aineen pitoisuus, jonka jälkeen siitä erotettiin humiiniaineet emäksisissä olosuhteissa. Uuttamalla molekyylit saatiin hajotettua pienempiin osiin, mikä mahdollisti humiiniaineiden talteenottamisen suodattamalla.

Liuosta vertailtiin kaupallisiin tuotteisiin analysoimalla sitä erilaisilla laitteilla kuten fluorimetrilla, HPLC-nestekromatografilla ja hiili/typpi-pitoisuuden analyysilaitteella. Kun liuoksen todettiin olevan tarpeeksi lähellä kaupallisia tuotteita, siitä haihdutettiin vesi pitkällä uunikäsittelyllä. Uunikäsittelyn jälkeen liuoksesta syntyi kristallisoitunut kiinteä SBO-tuote.

millena-sbo

Kuva 1: Millena SBO. Kuva: Sara Orre

Foto-Fenton reaktiota varten valmistettiin haitta-aineliuos, johon sekoitettiin kuutta haitta-ainetta. mm. antibioottia sekä hyönteismyrkkyä. Näytteet analysoitiin UPHLC-nestekromatografilla. Tuloksista muodostettiin kuvaaja, jossa on esitetty jokaisen haitta-aineen konsentraatio suhteessa aikaan. Koe todettiin onnistuneeksi viidellä haitta-aineella, sillä ne poistuivat liuoksesta kokonaisuudessaan 90 minuutin aikana.

kaavio1

Kuvio 1: Foto-Fenton reaktio. Kuva: Sara Orre

Projekti onnistui erinomaisesti ajatellen, että se oli ensimmäinen kerta, kun alperujosta tehtiin SBO-tuote. Tulevaisuudessa koe tullaan toistamaan alperujoilla, jotka ovat peräisin eri puolilta Espanjaa. Lisäksi metodeja vaihdellaan mm. kokeilemalla erilaisia uutto-olosuhteita ja pH-arvoja. On hienoa, että LAMK voi olla mukana kehittämässä jotain uutta, jolla voi tulevaisuudessa olla paljonkin jalansijaa ajatellen jätteiden jatkokäsittelymahdollisuuksia.

Lähteet

Cegarra, J., Alburquerque, J. A. 2016. Composting ‘’alperujo’’, the main byproduct of the Spanish olive oil industry. Effects of bulking agent and aeration on the process and agrochemical evaluation of compost. [Viitattu 25.8.2016]. Saatavissa: http://link.springer.com/article/10.1007/s10532-008-9218-y

Gomis, J., Gonçalves, M. G., Vercher R. F., Sabater, C., Castilloc, M., Prevot, A. B., Amat, A. M., Arques, A. 2014. Determination of photostability, biocompatibility and efficiency as photo-Fenton auxiliaries of three different types of soluble bio-based substances (SBO). Catalysis Today 252 (2015) 177–183. Elsevier B.V. [Viitattu 25.8.2016]. Saatavissa: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920586114006932

Interstate Technology & Regulatory Council. 2005. Technical and Regulatory Guidance for In Situ Chemical Oxidation of Contaminated Soil and Groundwater. Second Edition. Interstate Technology & Regulatory Council. [Viitattu 25.8.2016]. Saatavissa: http://www.itrcweb.org/Guidance/GetDocument?documentID=45

Luxembourg: Publications Office of the European Union. 2010. Being wise with waste: the EU’s approach to waste management. European Union. [Viitattu 25.8.2016]. Saatavissa: http://ec.europa.eu/environment/waste/pdf/WASTE%20BROCHURE.pdf

Montoneri, E., Mainero, D., Boffa, V., Perrone, D. G., Montoneri, C. 2011. Biochemenergy: a project to turn an urban wastes treatment plant into biorefinery for the production of energy, chemicals and consumer’s products with friendly environmental impact. Int. J. Global Environmental Issues, Vol. 11, No. 2, 2011. Inderscience Enterprises Ltd. [Viitattu 25.8.2016]. Saatavissa: http://www.inderscienceonline.com/doi/abs/10.1504/IJGENVI.2011.043528

Orre, S. 2016. Isolating humic-like substances from olive oil milling waste into a soluble bio organic (SBO) product. Lahti: Lahden ammattikorkeakoulu. Tekniikka. [viitattu 25.8.2016]. AMK-opinnäytetyö. Saatavissa: https://www.theseus.fi/handle/10024/115130

Kirjoittajat

Sara Orre opiskelee Lahden ammattikorkeakoulussa tekniikan alalla energia- ja ympäristötekniikan koulutusvastuussa tavoitteena AMK-insinööritutkinto.
TkT Sakari Halmemies toimii Lahden ammattikorkeakoulun tekniikan alalla energia- ja ympäristötekniikan koulutusvastuussa vastuullisena yliopettajana.

Lahti 12.9.2016

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *