Tiedekahvilassa tehtiin tikkuviinaa ja pohdittiin Saimaan tilaa

02.10.2009

Lappeenrannan teknillisen yliopiston Tutkijoiden yössä etsittiin ratkaisua maailman polttoainepulaan puusta ja apua Pien-Saimaan rehevöitymiseen virtaustekniikasta.

Lappeenrannan teknillisen yliopiston Sky Bariin perustetussa Tiedekahvilassa riitti yleisöä. Kuva: Ulla Ylönen

Viimeistään silloin, kun öljy loppuu tai sen hinta nousee taivaisiin, aletaan polttoaineeksi kelpaavaa etanolia valmistaa puusta. Kemiantekniikan tutkijatohtori Tuomo Sainio havainnollisti Tiedekahvilassa bioetanolin valmistusprosessia iskemällä tiskiin akun, koivupilkkeen ja pussillisen kuivahiivaa. Hän kertoi, että niitä kun sopivalla tavalla yhdistetään, niin etanolia syntyy. Akun sisältämällä rikkihapolla on kuitenkin tappava vaikutus hiivaan, ja tikkuviinan valmistus loppuu alkuunsa, ellei liuosta ensin neutraloida.

”Neutralointiin tarvitaan natriumhydroksidia, ja sitähän löytyy jokaisen huushollin siivouskomerosta,” tuumasi Sainio ja nosti muiden bioetanolin raaka-aineiden viereen pullollisen Kodin putkimiestä. Potkua etanoliin saadaan tislaamalla.

"Ihan näillä eväillä ei bioetanolia synny, vaan avuksi tarvitaan vielä tislaamo", tutkijatohtori Tuomo Sainio esitteli tykötarpeitaan. Kuva: Ulla Ylönen

Jänikset ja kilpikonnat

Tuomo Sainion tutkimusryhmä tutkii Lappeenrannassa bioetanolin valmistamista puusta. Tutkimushanketta rahoittaa Suomen Akatemia. Haasteellista happojen neutralointia tutkimuksessa selvitetään kromatografian avulla. Kromatografia on erotustekniikan menetelmä, jolla kemiallisia yhdisteitä eristetään, puhdistetaan ja määritetään. Kromatografia perustuu siihen, että aineilla on erilainen koko, erilainen sähkövarausten määrä, erilaiset kemialliset ominaisuudet ja ne liukenevat eri tavalla.

Suomen Akatemian tiedekahvilassa esiintynyt Sainio kansanomaisti kromatografista menetelmää ison koeputken eli kolonnin sekä kuvitteellisten jänisten ja kilpikonnien avulla. Koeputken liuoksessa jänikset vastasivat liukkaasti liikkuvia rikkihappomolekyylejä, jotka siis pitäisi erottaa liuoksesta, ja kilpikonnat hitaammin eteneviä sokereita. Eläinesimerkeillä Sainio tavoitti myös nuoren yleisön huomion.

Biojalostamot eivät ratkaise polttoainepulaa

Tuomo Sainio arvioi, että puusta etanolia valmistava laitos aloittaa toimintansa jonkin sellutehtaan kyljessä jo kymmenen vuoden sisällä. Polttoainepulaa ei biojalostamoilla kuitenkaan pystytä ratkaisemaan, sillä vaikka maailman kaikki biomassa muutettaisiin etanoliksi, ei se parhaassakaan tapauksessa riittäisi kattamaan kuin hieman yli puolet yksinomaan autojen polttoaineentarpeesta. 

Virtaustekniikasta apua Pien-Saimaan tilaan

Tutkijoiden yön toinen tiedekahvila-aihe käsitteli paikkakuntalaisille tuttua Pien-Saimaata.

Läntisellä Pien-Saimaalla viime talvena riehaantunut sinileväkasvusto oli niin ärhäkkä, ettei järvivettä pahimpaan leväaikaan saanut käyttää edes peseytymiseen. Sinilevän pelättiin jo pilaavan kaupungin vesijohtovedenkin, sillä Lappeenrannan Vesi Oy käyttää juomaveden raakavetenä Saimaan pintavettä.

Parhaillaan syitä läntisen Pien-Saimaan veden laadun heikentymiseen selvitetään projektissa, jonka päätyttyä sitten tiedetään, miten kaupungin hulevedet, maa- ja metsätalous, teollisuus, ranta-asutus ja muut mahdolliset tekijät matalavetistä allasta kuormittavat.

Tutkijaopettaja Teemu Turunen-Saarestin mielestä Pien-Saimaan tilaa voitaisiin helpottaa virtaustekniikan keinoin: ensin veden virtauksia mallintamalla ja sitten virtauksia ohjaamalla.

”Virtaustekniikan avulla on mahdollista selvittää veden virtausmäärät, mitä järvessä tapahtuu ja millaisia virtauskenttiä siinä on. Sen jälkeen tiedetään, mihin virtausta parantavat pumppaamot kannattaa rakentaa,” kertoi Turunen-Saaresti.

”Kun kohteena kuitenkin on järvi, on otettava huomioon myös reunaehto-ongelmat, kuten rannoilta Saimaaseen laskevat sadevedet,” kertoi Turunen-Saaresti.

”Erittäin tarkkaan lopputulokseen päästäisiin laskentamallilla, jossa Pien-Saimaa jaettaisiin miljooniin ns. laskentakoppeihin, joista jokaisessa käsiteltäisiin 5-10 yhtälöryhmää.”



Tutkijaopettaja Teemu Turunen-Saarestin alaa on virtaustekniikka. Kuva: Timo Mikkola

Yleisön joukosta haluttiinkin välittömästi tietää, pystyvätkö Teknillisen yliopiston tutkijat selvittämään, miten vedet Pien-Saimaan pohjoisrannalla sijaitsevan Savitaipaleen kunnan ja etelärannalla sijaitsevan Lappeenrannan välillä virtaavat. Vesimatkaa Lappeenrannan ja Savitaipaleen välillä on kolmisenkymmentä kilometriä.

Teksti: Ulla Ylönen