Dieselfest

I helgen lanserade Preem sin nya biodiesel. Den är producerad av tallolja, som bildas i sulfatprocessen av pappersmassatillverkning. Den betraktas som förnybar, eftersom den har tillverkats av den koldioxid som finns i luften i nutid, istället för att ha tagits upp från miljoner år gamla lager i jorden. Men det är inte det enda möjliga användningsområdet för tallolja, så konkurrensen har hårdnat.

Sulfatprocessen
Trä består till största delen av cellulosa, hemicellulosa och lignin. Cellulosa är linjära polymerer av glukos. Hemicellulosa är mindre väldefinierade polymerer av flera sockerarter. Lignin är oregelbundna polymerer av kanelalkoholer med hydroxyl- och metoxylgrupper på, som binder på olika sätt till varandra. I trä finns också mycket extraktivämnen, naturprodukter som kan ha funktioner som antioxidanter, skydd mot insekter och röta, och liknande.

När träflis kokas till pappersmassa enligt sulfatprocessen (även kallad kraftprocessen), kokas den i natriumhydroxid och natriumsulfid (vitlut). Kokkemikalierna bildar sulfidjoner och hydroxidjoner, som reagerar med ligninet i mycket högre utsträckning än cellulosan, och bryter ned det. Sulfidjonerna klyver även metoxylgrupperna i ligninet, och bildar metylmerkaptan och dimetylsulfid, som luktar skit.

När kokningen är klar tvättar man ur pappersmassan, och kvar blir en vätska som kallas svartlut. Den består bland annat av nedbrytningsprodukter från kokningen, och extraktivämnen. Det är den man utvinner talloljan ur.

Dieseltillverkning
Det vanligaste sättet att tillverka biodiesel är att göra estrar av fettsyror som kommer från rapsolja. Men det finns även andra sätt, och detta berättade föredragshållaren från Preem om här på Mittuniversitetet. De har en massa spännande försöksverksamhet i sin stora fabrik, och det är egentligen rätt enkel kemi, och det enda som är komplicerat är uppskalningen och effektiviteten i massproduktionen.

Han berättade att de nu har en metod att tillverka diesel som har samma kemiska struktur som fossilt diesel, och det enda kravet de har på råvaror för att utveckla nya metoder är att de ska vara flytande, så de blir hanterbara för deras industriprocesser.

Källor:
Stenius, P (ed), 2000, Forest products chemistry, Fapet Oy, Helsingfors, Finland

Pekbulle idag

Nu har jag firat vår senaste publikation:

Extraction of Antioxidants from Spruce (Picea abies) Bark using Eco-friendly Solvents

Vi firade med att bjuda på fika, en s k pekbulle. Pek är en förkortning av humanisternas öknamn på våra artiklar: "Pekoral". Vi tycker det är rätt kul att de kallar dem för det, de små liven. Därför skojar vi om deras charmiga oförmåga att förstå våra artiklars höga vetenskapliga klass genom att skämtsamt använda deras benämning.

Jag bjöd på chokladbollar, eftersom det var det enda hembakade jag på rak arm kunde komma på att man kan göra utan ugn.

Vår artikel handlar om vårt trägna arbete med att extrahera och identifiera antioxidanter ur granbark. Vi har jobbat med olika extraktionsmetoder:

1. Vanlig lösningsmedelsextraktion, där man bara lägger den malda barken i något lösningsmedel, vi använde etanol, och låter det stå i rumstemperatu något dygn.
2. Varm, trycksatt lösningsmedelsextraktion, där man stoppar in den malda barken i en liten kapsel, kör in lösningsmedel (vi hade vatten och etanol) och höjer temperaturen under tryck, vilket gör att man kan få en högre temperatur än lösningsmedlets kokpunkt, och förändrade egenskaper hos vätskan, och extraktionen går avsevärt mycket snabbare (5-15 minuter)
3. Superkritisk vätskeextraktion med koldioxid. Över en viss temperatur och ett visst tryck blir vätskor superkritiska, vilket innebär att det blir som ett mellanting mellan gas och vätska, och tränger in mycket lättare i materialet, vilket gör att den kommer åt mer extraktivämnen som den kan lösa ut.

Vi analyserade detta med multivariat analys för att få fram en optimal temperatur och tid för högsta möjliga radikalfångaraktivitet i reaktion med DPPH, vilket är ett sätt att mäta antioxidantaktivitet. Tiden spelade ingen roll, men temperaturen var optimal vid 160 grader för vatten och 180 grader för etanol, vilket var den högsta temperaturen vi mätte, så det kan ligga ännu högre för etanol.

Superkritisk vätskeextraktion var inte så effektiv när det gällde antioxidanter, p g a att de är för polära (mer vattenlösliga), och koldioxid är opolär (fettlöslig), så antioxidanterna löser sig inte i koldioxiden.

Vi identifierade glukosider av hydroxistilbenerna resveratrol, piceatannol och isorhaponigenin, med hjälp av NMR och masspektrometri.

Vårt antiälgmedel är i tidningen igen

Det här är det medlet som jag har varit med på ett hörn med att ta fram. Älgarna älskar tall, det är deras favoritmat. Det är även skogsföretagens favoritträd, eftersom de har långa och raka stammar utan kvistar, och passar bra till både massatillverkning och byggvirke. Men de stora älgskadorna på ungplantorna, och bristen på bra och ogiftigt skyddsmedel mot älg gör det svårt för dem att odla tall över huvud taget. På plantskolan norr om Sundsvall, som vi var på studiebesök på i höstas, talade de om att odlade så mycket gran och importerad contortatall just därför, trots att de är sämre i andra avseenden.

Det är bara naturliga substanser i anti-beta, och det är det bra att skylta med. Det säljer, för det låter inte giftigt. Det är visserligen ingen garanti att det är ogiftigt bara för att det är naturligt, men i analyserna av det här medlet har det faktiskt inte varit något som har visat sig så giftigt att det skulle påverka naturen. Det enda är att älgarna inte tycker att det smakar lika gott som obesprutad tall, och får de välja så väljer de bort de besprutade.

Nu avslöjade Kerstin dessutom att det har effekt mot rådjur. Jag funderar allvarligt på att spruta litet i min trädgård nästa vinter. Rådjuren har gått hårt åt den i år igen. Fast värst har ju sorken varit i år. Fast så bra får det väl inte vara att anti-beta hjälper mot sork också.

Sjätteklassare på labbet

Det här är vad jag sysslar med idag. Jag är en av de kemister på Mittuniversitetet som agerar labblärare åt elever i årskurs 6, som är på besök här idag. De har fått göra pH-pärlor och testat pH på olika saker med dem.

Recept på pH-pärlorna

Blanda 1 sked pärlmassa (alginat, finns i alger) och 4 droppar ”indikator” i en mikrokopp, rör om med en tändsticka.

I en liten skål fyller du upp med pärlframkallaren (kalciumklorid) och en droppe diskmedel, rör om med en tändsticka.

Droppa långsamt ner pärlmasselösning (den är ganska seg) i skålen med pärlframkallaren, kalciumklorid.

Fånga upp pärlan efter en liten stund och lägg den i en annan skål med vatten.

Referenslösningar

Häll upp vatten i 5 mikrokoppar och tillsätt

Kopp 1: bara syra, inget vatten
Kopp 2: 5 droppar syra
Kopp 3: 1 droppe syra
Kopp 4: bara vatten
Kopp 5: 1 droppe bas
Kopp 6: 5 droppar bas
Kopp 7: bara bas, inget vatten

Lägg i en indikatorpärla, Kontrollera färgen. Olika pH ger olika färger på kulorna.

Undersök sura och basiska ämnen

Ta lite av det du vill undersöka i en mikrokopp.
Om det är ett fast ämne måste du hälla lite vatten
för att lösa upp det.

Lägg i en indikatorpärla, kontrollera färgen.

Jämför kulorna, är ämnet surt eller basiskt?