Suomalaisesta sellusta ratkaisu ammuspulaan Ukrainassa?

Suomalaisesta sellusta voisi jalostaa ruudin raaka-ainetta, Yle kertoo. Kemian professorit ovat erimielisiä mahdollisuudesta.

Suomalaisesta sellusta toivotaan ratkaisua Ukrainan tykistön ammuspulaan puolustussodassa Venäjää vastaan, Yle uutisoi.

Ruudin raaka-aineena käytettävästä nitroselluloosasta ja sen valmistuksessa käytetystä puuvillapohjaisesta sellusta on pula. Korvaavaa raaka-ainetta voitaisiin mahdollisesti jalostaa suomalaisesta puusta. Savuton ruuti syntyy Ylen mukaan yksinkertaistetusti ilmaisten käsittelemällä sellua typpi- ja rikkihapon seoksella.

Helsingin yliopiston orgaanisen kemian professori Ilkka Kilpeläinen sanoo Ylelle, että Suomesta löytyy tarvittavaa tietotaitoa sekä puunjalostuksessa että ruudin valmistuksessa.

”Saattaa olla, että puupohjaiselle selluloosalle pitäisi tehdä vielä jotakin, esimerkiksi poistaa hemiselluloosa tai pilkkoa molekyyliä. Mutta kaikki tämmöinen kemia on suhteellisen suoraviivaista ja tunnettua”, Kilpeläinen sanoo.

Riittävätkö aika ja raha ruudin tekemiseen?

Kemian professori Raimo Alén Jyväskylän yliopistosta kertoo Forest.fi:lle pitävänsä ajatusta sellupohjaisesta ruudista mielenkiintoisena, ajankohtaisena ja puun jalostusarvoa lisäävänä, mutta toppuuttelee suunnitelmia. Tehokkaan tuotannon käynnistämisen hän arvioi olevan vaikeaa ja varsin hidasta.

”On vaikea ennustaa Ukrainan sodan tapahtumia, mutta nitroselluloosan akuuttiin lisätarpeeseen vastaaminen (suomalaisen) teollisuustuotannon modifioinnin kautta ei mielestäni vaikuta kovin realistiselta ja nopeasti toimivalta vaihtoehdolta”.

Taustalla on monia käytännön esteitä, kuten raha. Alén muistuttaa, että puuvillapohjainen selluloosa on kemiallisesti erittäin puhdasta verrattuna puupohjaiseen selluloosaan. Jälkimmäisen hyödyntäminen vaatisi enemmän puhdistusvaiheita, mistä syntyy hankalasti arvioitavia kustannuksia.

”Puuvillapohjaisten selluloosamolekyylien keskimääräinen polymeroitumisaste (kemiallisesti toisiinsa sitoutuneiden glukoosiyksiköiden lukumäärä) on puuliukomassan selluloosaan verrattuna varsin korkea: puuvillalla noin 15000 ja liukoselluloosalla noin 500”, Alén kertoo.

Sellunvalmistuksessa sulfaattimenetelmällä tehdään lopputuotteena sulfaattimassaa 50 prosentin saannolla puusta. (Teknisesti hiotussa) prosessissa puumateriaalista poistetaan kuituja sitova ligniini ja uuteaineet. Sulfaattimassaa käytetään yleisesti paperin valmistuksessa, erityisesti aikakauslehtipaperissa, pakkauskartongissa ja aaltopahvissa.

Sulfaattimassasta löytyy 75–80 prosenttia ruudin valmistukseen soveltuvaa selluloosaa. 20–25 prosenttia on hemiselluloosaa.

”Sulfaattimassa ei sovellu sellaisenaan nitroselluloosan valmistukseen, mutta teoriassa siitä voitaisiin poistaa jäljelle jäänyt hemiselluloosa happohydrolyysin tai sopivan entsymaattisen käsittelyn avulla”, Alén sanoo.

Ruutia koivusta ja kuusesta

Alénin mukaan ruutia voidaan tehdä myös puun kuiduttamisessa käytettävän happamen sulfiittikeiton ja siihen liittyvän liukomassan valmistuksen kautta. Tällöin ruutia syntyy koivusta ja kuusesta.

Tekstiiliteollisuuden viskoosikuidun tuottamiseen käyttämä liukomassatuote sisältää keskimäärin 90–96 prosenttia selluloosaa. Alénin mukaan hapanta sulfiittiprosessia ei kuitenkaan käytetä Suomessa tällä hetkellä. Noin 90 prosenttia globaalituotannosta perustuu niin sanottuun alkaliseen sulfaattimenetelmään.

Alén arvioi ruudin lisätarpeeksi Suomessa 100–200 tonnia vuodessa.

”Tuotannon edellyttämä puuraaka-aineen hankinta voi tuottaa nykyään vielä myös oman hankaluutensa”.

Alénin mukaan yksi kiinnostava ja ehkä toteutuskelpoinen vaihtoehto olisi kuitenkin olemassa: ruudinvalmistuksessa käytettävää liukoselluloosaa voisi tuottaa suomalaisomisteisilla tehtailla maissa, jotka käyttävät tuotantoonsa nopeakasvuista eukalyptuspuuta. Tällöin menetelmänä voisi olla niin sanottu esihydrolyysisulfaattikeitto.

Ruudin valmistus monivaiheinen prosessi

Alén kuvaa nitroselluloosaan pohjautuvan, ammuksissa tarvittavan savuttoman ruudin valmistusta monivaiheiseksi prosessiksi. Ruudin ominaisuuksia voidaan säädellä muuttamalla raekokoa ja koostumusta. Savuton ruuti kuuluu niin sanottuihin deflagroituviin eli humahtaviin aineisiin. Se on brisantti (räjähdysherkkyyttä kuvaava termi) räjähdysaine, joka vaatii räjähtääkseen ulkopuolisen herätteen.

”Ruudin keskeisiä ominaisuuksia ovat palamisnopeus ja tietyltä osin myös detonaationopeus”, Alén kertoo.

Detonaationopeudella tarkoitetaan aikaa, jolloin räjähdys etenee aineen läpi.

Alén muistuttaa, että ruudin tulee olla tasalaatuista, lämpötilan suhteen stabiili ja sen pitää palaa puhtaasti. Ominaisuudet luovat vaatimuksia lähtöaineille.

”Valmistusprosessiin (mm. tuoteominaisuuksien säätely) ja sen talouteen vaikuttaviin tekijöihin pystyy kuitenkin vastaamaan luotettavasti ja yksiselitteisesti ainoastaan kyseisessä tuotannossa toimiva ja yksityiskohtaiset faktatiedot hallitseva ammattilainen. Suomessa ruutia valmistaa Nammo-konserni käyttämällä todennäköisesti pääosin raaka-aineena puuvillapohjaista nitroselluloosaa”, Alen toteaa.

Nammon tuotemerkkejä ovat Vihtavuori ja Lapua. Nammo tuottaa Alénin varovaisen arvion mukaan noin 650 tonnia ruutia. Yhtiö kieltäytyi Forest.fi:n haastattelupyynnöstä liikesalaisuuteen vedoten.