Sivuvirroista arvo-osia moniruuviekstruusiolla 

Moniruuviekstruuderi soveltuu hyvin monenlaisten sivuvirtojen muokkaamiseen ja jalostamiseen uusiksi tuotteiksi. Sivuvirran rakenteesta ja koostumuksesta riippuen käytetään esikäsittelyä, jotta materiaali saadaan liikkumaan ekstruuderin ruuveilla sujuvasti. Esikäsittely voi olla esimerkiksi jauhamista, seulontaa, kostuttamista, tiivistämistä tai apuaineiden lisäämistä.  

Luonnonvarakeskuksen ekstruusiokeskuksen viime aikojen kokeissa on muun muassa muokattu moniruuviekstruuderilla oljesta reaktiivista biomassaa, kehitetty eläinsivuvirroista uusia ruokatuotteita ja valmistettu pastaa ja raksuja hyödyntäen vilja- ja kasvipohjaisia sivujakeita raaka-aineena.  

Parhaillaan käynnissä olevissa projekteissa tutkitaan oljen, nurmen ja puupohjaisten materiaalien muokkaamista moniruuviekstruusiolla niin sanotuiksi platform-biokemikaaleiksi, joita tarvitaan esimerkiksi solumaataloudessa, kosmetiikassa, kemianteollisuudessa ja materiaalien valmistuksessa. Platform-kemikaalilla tarkoitetaan biokemikaalia, joka voi toimia lähtöaineena useiden muiden korkean lisäarvon tuotteiden valmistuksessa. 

Tasaisuutta ja kuitumaisuutta 

Moniruuviekstruusion suuri jauhamisteho ja reaktiopinta-ala mahdollistavat uusien ja ainutlaatuisten rakenteiden aikaansaamisen tuotteisiin. Käytäntö onkin osoittanut, että kokemusta klassisista ekstruusioprosesseista yksi- tai kaksiruuviekstruusiolla voidaan soveltaa vain rajallisesti moniruuviekstruuderille; prosessiolosuhteita kannattaa testata laajasti, sillä tulokset saattavat yllättää.  

Aistinvaraisten ominaisuuksien osalta olemme tähän mennessä tutkineet moniruuviekstruusion prosessointiolosuhteiden vaikutusta rakenneominaisuuksiin. Esimerkiksi kasviraaka-aineista on mahdollista muodostaa lihassyitä vastaavaa kuitumaista rakennetta tuotteisiin, ja marjojen puristekakkuja voidaan prosessoida tasaiseksi osaksi tuotteita.  

Tulokset ovat olleet lupaavia rakenteiden tasaisuuden, kuitumaisuuden ja kokonaismiellyttävyyden suhteen. Miellyttävyyttä arvioidaan aistinvaraisesti. Tuotetyypistä riippuen kokonaismiellyttävyys voi muodostua ulkonäköön, tuoksuun, makuun, rakenteeseen tai useisiin näistä tekijöistä liittyvistä ominaisuuksista. 

Tuotesovelluksina on testattu muun muassa pastoja, liha-analogeja ja raksuja, ja parhaillaan testataan makeisia.   

Kun sopivat olosuhteet löytyvät, moniruuviekstruusiolla pystytään saamaan aikaan merkittäviä kemiallisia muunnoksia, jotka voidaan havaita rakenteina ja makuina. Moniruuviekstruusio kannattaakin nähdä monikäyttöisenä bioreaktorina, joka voi tehostaa prosesseja samalla kun parantaa ekstruusiotuotteiden aistittavaa ja ravitsemuksellista profiilia. 

Ravitsemuksellisiin seikkoihin voidaan vaikuttaa esimerkiksi lisäämällä terveellisiä ainesosia osaksi tuotteita. Moniruuviekstruuderin modulaarisen rakenteen vuoksi lisäyksiä voidaan tehdä ekstruusioprosessin eri vaiheissa. Moniruuviekstruusion avulla raaka-aineiden rakenteita voidaan pystyä avaamaan entistä tehokkaammin siten, että esimerkiksi muihin yhdisteisiin sitoutuneiden ravitsemuksellisesti arvokkaiden yhdisteiden biosaatavuus paranee. 

Satoja testiajoja 

Kaupalliseksi sovellukseksi ekstruusiokeskuksesta on edennyt esimerkiksi yritysyhteistyössä kehitetty täysjyväkaurapasta, jossa on käytetty viljana ainoastaan kotimaista kauraa. Tuotteen kehitysvaiheessa tarvittiin yli 700 testiajoa, jotta optimaaliset prosessiparametrit löytyivät. Tämän jälkeen päästiin teolliseen tuotantoon.  

Teollisen tuotannon käynnisti asiakas. Teolliseen mittakaavaan prosessi skaalattiin yritystoimena, ja Lukella toteutettiin koeajoja yritysten tarpeiden mukaan skaalaamisen tueksi. 

Ekstruusiokeskuksessa tehdään yritysyhteistyötä sekä yhteisrahoitteisissa, julkisissa hankkeissa että suorina luottamuksellisina asiakastoimeksiantoina. Yritykset ovat avainasemassa tutkimustulosten viemisessä käytäntöön liiketoiminnaksi ja uusiksi tuotteiksi asiakkaiden saataville.  

Yritysyhteistyössä on kehitetty useita tuotteita ja rakenteita, mutta yrityssalaisuuksien vuoksi näistä ei voi puhua tarkasti. Parhaillaan on meneillään hankevalmistelua yritysten kanssa muun muassa reaktiivisen biomassan ja platform-kemikaalien valmistukseen liittyen.