Att mala ner ett helt träd till ett fint pulver. Det klarar den maskin som studeras av doktoranden Atanu Kumar Das vid institutionen för skogens biomaterial och teknologi i Umeå. Vanligtvis tillverkas träpulver av flis i en så kallad hammarkvarn, men det är en process som kräver flera steg. Med den nya maskinen, Klingmill, kan processen klaras av i ett steg.
– Huvudmålet är att visa industrin att vi kan producera träpulver med bra kvalitet på ett flexibelt sätt som gör det möjligt att ersätta den kvarn som används idag.
Atanu Kumar Das inspekterar träpulvret från Kling Mill tillsammans med sin huvudhandledare Sylvia Larsson. Foto: Andreas Palmén
Kan användas i 3D-skrivare, vattenrening och båtar
Träpulvret kan i sin tur användas i en lång rad avancerade tillämpningar i industrin, till exempel som material till 3D-skrivare, råvara för biobränslen och nanocellulosa eller för vattenrening och produktion av båtar.
– I framtiden skulle vi till exempel kunna använda sådant här träpulver hemma i en 3D-skrivare och skriva ut en mängd produkter utan att behöva gå och köpa dem, säger han.
Han hoppas att det ska finnas många fördelar med att använda träpulvret för olika ändamål i industrin.
– Idag används massa för att producera nanocellulosa och förhoppningen är att det ska vara både enklare och mindre kostsamt att använda träpulver. Den mer porösa strukturen skulle också passa bra för vattenrening för att adsorbera tungmetaller från vatten.
Fint träpulver med låg energiåtgång är målet
I sitt forskningsprojekt karakteriserar han träpulvret utifrån storlek, form och egenskaper. Han undersöker också hur effektiv den nya teknologin är när det gäller att mala pulver från hela trästockar. Han testar att mala med och utan bark, med olika vattenhalt i stockarna och inställningar på malningsmaskinen.
– Vi försöker ta reda på vilka typer av träpulver vi kan producera.
Resultaten visar att den nya maskinen kan producera både finare och rundare partiklar än den traditionella kvarnen. Men den höga energikonsumtionen har varit en svår nöt att knäcka.
– Nu har vi sett att vi kan minska energikonsumtionen till hammarkvarnens nivå genom att utgå från skivor och delade stockar. Men fler experiment krävs, poängterar Atanu Kumar Das.
Framöver vill forskarna även undersöka pulvrets kemiska sammansättning och struktur samt testa andra trädslag. De försöker också skapa samarbeten med andra som kan ha nytta av produkten i sin forskning eller produktion.
– Mitt huvudsakliga mål är att arbeta för att optimera skogsresurserna för att skapa bättre produkter av biomassa. Jag hoppas att den här teknologin ska vara till nytta för forskningen och samhället i framtiden, säger Atanu Kumar Das.
Skogsråvara blir matsvamp och etanol
Vägg i vägg sitter doktoranden Feng Chen som studerar en annan möjlig tillämpning för skogsråvara – att integrera svampodling och etanolproduktion. Förhoppningen är att på ett resurs- och energieffektivt vis kunna öka produktionen av både mat och biobränsle.
Feng Chen ansvarar för den del som handlar om svampodling. Han undersöker hur processen kan optimeras för att i nästa steg producera bioetanol.
– Jag tar fram ett recept för hur svamparna kan odlas på bästa sätt, förklarar han.
Arterna som studeras är ostronskivling och shiitake, men även judasöra, som är vanlig i matlagning i Kina och Japan.
Svampen odlas på ett substrat av sågspån som efter skörden kan användas för att producera etanol.
– Mycelet bryter ned sågspånet på ett sätt som skapar en perfekt råvara för produktion av biobränsle.
Svampodlingen innebär en rad olika steg från pastörisering av sågspånet, inokulering och kolonisering med mycel till skörd. Varje steg får effekter på förbehandlingen av materialet. Etanolen produceras i nästa steg av det förbrukade substratet genom så kallad enzymatisk försockring och fermentering.
– Jag vill förklara mekanismerna bakom förbehandlingen och hur mycelet förändrar träets innehåll av lignocellulosa, säger Feng Chen.
Matsvamp och etanol är slutprodukterna i den process som studeras av Feng Chen, doctorand vid institutionen för skogens biomaterial och teknologi vid SLU i Umeå. Foto: Feng Chen
Vill odla svamp på barrträd
Svamp odlas traditionellt på sågspån från lövträd och är svårare att odla på barrsågspån. Feng Chen har hittills testat björk, asp och al, men mot bakgrund av att det finns så mycket barrträd i Sverige försöker han även odla svamp på barrsågspån.
– Jag försöker ta fram ett recept så att svampen kan växa även på barrsågspån. Jag undersöker hur mycket lövsågspån det bör vara i förhållande till barrsågspån och vilken kvävehalt som fungerar.
Han har även hittat ett sätt att sänka temperaturen och energiåtgången vid pastörisering av substratet.
– Det betyder att vi kan minska kostnaderna för processen.
Förhoppningen är att metoden ska kunna bli ett lönsamt alternativ som på sikt ska kunna användas i skogsindustrin.
– Vi samarbetar redan med partners inom industrin för att verifiera våra fynd, men det tar alltid lång tid från teori till praktik. Det känns spännande att Sverige är så långt framme när det gäller fokus på ren produktion av förnybar biomassa. Jag hoppas att vår forskning kan tillämpas av industrin i framtiden, säger Feng Chen.
Atanu Kumar Das poster och vetenskaplig artikel: Multi-blade milling from log to powder in one step – Experimental design and results
Se processen bakom Feng Chens forskningsprojekt.
Text: Teresia Borgman
