Innventia, SP och Swedish ICT har gått samman i RISE för att bli en starkare forsknings- och innovationspartner för näringsliv och samhälle.
Under 2017 kommer innventia.com att vara en av flera webbplatser inom RISE. Besök gärna ri.se för mer information om RISE.

Svenska forskare gör lim av bakjäst

Bakjäst är för de flesta en vanligt förekommande ingrediens i köket men den kan visa sig ha ett större användningsområde än vad man tidigare trott. I en nyligen publicerad studie av EcoBuild och RISE, har det visat sig att mikroorganismer som finns i vanlig bakjäst kan användas som råvara för trälim.


Att svampprotein skulle kunna användas för att producera lim har hittills varit okänt i forskarvärlden. Men en ny studie visar på framgångsrika resultat från försök med förbehandlad bakjäst, något som kan innebära ett genombrott för biobaserade lim. Bakom forskningen står RISE och kompetensplattformen EcoBuild, en satsning på forskning och innovation för att utveckla biobaserade material och produkter för tillämpning inom samhällsbyggnadssektorn. 

Stig Bardage, seniorforskare vid RISE med bakgrund som biolog, och Magdalena Sterley, expert på limning av trä, har studerat olika förbehandlingar av mikroorganismer som finns i bakjäst. Med en förbehandlad biomassa limmade de några prover och resultaten utvärderades sedan i en ABES-utrustning som används för att mäta den kraft som behövs för att dra isär en limfog. 

- Vi konstaterade att en förbehandlad bakjäst var jättestark, lika stark som ett bindemedel av urea-formaldehyd, säger Stig Bardage.

Tanken på att ersätta traditionella formaldehyd-baserade lim med biobaserade alternativ är lockande men det innebär en utmaning. Nya biobaserade lim måste kunna produceras och erbjudas i stora kvantiteter, dessutom till ett likvärdigt pris. Enligt Stig är dock detta möjligt.

- Det går i princip att jäsa nästan vad som helst som innehåller kolhydrater för att producera svampbiomassa, möjligheterna för storskalig produktion/återvinning är därför stora. Från dagens bioetanolfabriker blir det t.ex. ett avfall som kan användas för att extrahera biomassa. Vi har redan testat jäst från ett bioraffinaderi som idag betraktas som rent avfall. Den jästen visar på bättre limegenskaper än bakjästen. En limprodukt skulle därför kunna vara färdig för kommersialisering inom en mycket snar framtid, förutsatt att vi hittar rätt partner. 

Utmaningen för forskarna nu är att specificera användningsområdet och sätta ihop en värdekedja. Förhoppningen är att de framgångsrika resultaten ska attrahera företag till ett utvecklingsprojekt som kan leda till nya biobaserade lim i en snar framtid.

2 Kommentarer | Visa
2 Kommentarer | Dölj
  • Postat av: Lars Granlöf

    Det här verkar synnerligen lovande. Men är limfogen okänslig för vatten/fukt? (Biologiska material har en tendens att gilla vatten...)

    2018-03-14 12:46
  • Bakjäst - en råvara för trälim?

    Hej Stig. Kan du berätta lite om vad det är du gör?

    – Jag är seniorforskare vid RISE, vilket innebär att jag driver offentligt finansierade samt industrifinansierade forskningsprojekt och uppdrag inom området för träbaserade material och produkter.

    Hur kommer det sig att du hamnade här?

    – Jag blev anställd på SP för att ansvara för området ytbehandling. Bakgrundsmässigt är jag biolog vilket gör att jag sticker ut lite här då de flesta är ingenjörer. Jag har kompletterande kompetenser inom trä- och träfibersstruktur och egenskaper samt om biologisk nedbrytning av trä och träbaserade material. Jag har också disputerat på ytbehandling för trä.

    Kan du berätta lite om ditt senaste projekt?

    – Av en händelse kom jag över en publikation från en rysk forskargrupp som hade använt restprodukter från ölbryggning för att göra trälim och jag blev nyfiken. Att svampar kan bli klibbiga och limma ihop saker det visste jag redan men jag tänkte inte på att man kanske kunde göra något mer avancerat.

    Men du bestämde dig för att undersöka detta?

    – Ja, det triggade mig. De hade använt ryska standarder och fick resultat som var svåra att tolka, bland annat eftersom de inte jämförde resultaten med några kända limmer. Allt verkade samtidigt väldigt lovande och därför ville vi undersöka potentialen för detta.

    Hur gick du tillväga?

    – EcoBuild valde att finansiera en förstudie. Jag har inte uppfunnit eller upptäckt detta koncept utan kunskapen har funnits sedan tidigare. Det finns flera patent från 30- och 40-talet som visar att du kan extrahera svampsubstanser som efter viss behandling fungerar som ett lim. Tidigare patent och forskning har dock inte varit tillräckligt övertygande, ofta saknas data om adhesionskraft och tydliga idéer för hur produktion ska ske.

    Hur undersökte du då detta?

    – Jag köpte in vanlig bakjäst som består av ”samma” organismer som används för att producera både öl och bioetanol. Med hjälp av min kollega Magdalena Sterley, vår expert i limning av trä, satte vi sedan igång att undersöka användningen av svampbiomassa som råvara till trälim. Jag som biolog har skött laborationerna med förbehandlingar av biomassan medan Magdalena utvärderat själva preparaten. Vi testade ett antal olika förbehandlingar och limmade några prover, sedan gick vi över till att testa dem i ABES (en utrustning som används för att mäta den kraft som behövs för att dra isär en limfog). Vi upptäckte att en förbehandlad bakjäst var jättestark, lika stark som ett bindemedel av urea-formaldehyd.

    Häftigt! Vad gjorde ni då?

    – För det första är det inget lim vi har gjort. Vi har tagit en mikroorganism som vi förbehandlat och sedan försökt förstå hur den fungerar tillsammans med andra ingredienser. Vad vi kom fram till var att den obehandlade jästen som endast är vispad med vatten inte går att limma med i rumstemperatur, däremot såg vi att om man applicerar varm pressning i ca 2 minuter bildas det ett limfog som är relativt starkt. Detta har aldrig publicerats tidigare utan är ett helt nytt resultat som vi nu publicerar. Tillsammans med ytterligare data från våra förstudier presenterades detta på en internationell konferens - Wood adhesives 2017 i Atlanta, USA - i slutet av oktober.

    Hur togs ni emot på konferensen?

    – Väldigt positivt. Vi har fått forskarvärlden kring trälim att få upp ögonen för jästlimmer. Ingen kände till detta förut, inte ens de som listat proteiner för att göra lim har någonsin listat svampprotein. Antonio Pizzi, pensionerad forskare och guru inom trälim-området, sa att det var första gången på 20 år som han såg något nytt inom branschen som hade en lovande framtid. Problemet är att industrin är ganska låst i sina befintliga produktionssätt. Traditionella formaldehyd-baserade lim är storsäljare och har dessutom ett lågt pris. Nya biobaserade limmer måste kunna produceras och erbjudas i stora kvantiteter till ett likvärdigt pris.

    Finns det andra möjligheter att framställa det här?

    – I USA har man t.ex. bioetanolfabriker som använder majs som råvara, där blir det också ett avfall som kan användas för att extrahera biomassa. Producerar man etanol från t.ex. svartlut får man ut flera ton etanol per år. Om man istället skulle producera svampbiomassa skulle samma jäsningsprocess generera mer än dubbelt så mycket torrvikt svampbiomassa. Vi har redan testat jäst från ett bioraffinaderi som idag betraktas som rent avfall. Den jästen visar på bättre limegenskaper än bakjästen. En limprodukt skulle därför kunna vara färdig för kommersialisering inom en mycket snar framtid, förutsatt att vi hittar rätt partner. Dessutom går det i princip att jäsa nästan vad som helst som innehåller kolhydrater för att producera svampbiomassa, möjligheterna för storskalig produktion/återvinning är därför stora.

    Vad skulle behövas för att göra någonting av detta?

    – Först och främst ett mellanled som kan rena avfallet och framställa svampbiomassa, ett företag eller riskkapitalbolag som är villigt att satsa på det steget. Det andra är att vi måste fokusera på specifika applikationer och målgrupper, för det finns så mycket man skulle kunna använda det till. Till exempel kan du använda råvaran som 50 % tillsats i ett formaldehyd-lim som då blir ett 50 % biobaserat lim. Vi har även sett att det finns en potential inom 3d-printing då råvaran har en viss termoplasticitet.” Utmaningen är att specificera användningsområdet?”Precis, att sätta ihop en värdekedja.

    Vad väntar härnäst?

    – Vi har i samband med konferensen skickat in ett manuskript till Forest Products Journal (dedicated issue) om jäst som råvara för tillverkning av bindemedel och lim. Det är en vetenskaplig artikel med syfte att få ut våra nya unika resultat samt att få industrin och forskarvärlden intresserade av detta.”Vad vill ni åstadkomma med era resultat?”Vår förhoppning är att detta kommer leda till nya biobaserade limmer i en snar framtid. Det finns flera potentiella användningsområden för detta, som råvara eller som tillsats till limmer, framtiden får utvisa vad som är bäst. Vi ska nu försöka få igång ett första projekt där vi kan börja bygga den här värdekedjan och visa att det går. Nu när vi har exponerat oss på konferensen i Atlanta blev det här validerat.

    – Det blir en annan tyngd nu menar du?”Det blir det och jag tror absolut vi har uppnått vårt syfte med resan till USA. Vi på institutet kan inte göra allt utan söker nu stöd och intresse från företag för att dra igång ett utvecklingsprojekt.

    2018-03-14 08:50

Skriv kommentar

Namn  
Kommentar  
För att undvika reklam och annat ovidkommande i kommentarsfälten ber vi dig att i bokstäver skriva vad summan av tio adderat med åtta blir:

EcoBuild

EcoBuild är en internationell arena för samarbete mellan industri, institut och universitet. Tillsammans skapar vi produkter för ett hållbart samhälle med innovativa material från skogsråvara och annan förnybar biomassa. Visionen är att ta fram helt biobaserade material och produkter för tillämpning inom samhällsbyggnadssektorn; utomhus, inomhus samt marin miljö.

Läs mer på http://ecobuild.se/

Kontakt

Stig Bardage
0705-61 62 06
Skicka e-post