Osynligt ljus sorterar framtidens biomaterial

Med bildanalys i för ögat osynligt ljus har SLU-forskare i Umeå nyligen visat att halten extraktivämnen kan bestämmas i enskilda flisbitar av ved. Detta bäddar för möjligheter att kunna sortera och skräddarsy skoglig råvara för framtidens bioraffinaderier.

Forskare vid SLU i Umeå har använt bildanalys inom det nära infraröda (NIR) våglängdsområdet för att studera enskilda flisbitar av gran och tall. Det är Torbjörn Lestander, som tillsammans med Paul Geladi, Sylvia Larsson och Mikael Thyrel, nyligen publicerat en rapport där de visat det är möjligt att bestämma viktiga egenskaper i enskilda flisbitar.

Extraktivämnen finns i träd och är en viktig råvara för flera produkter, t ex terpentin och tallolja. Alla har kanske känt doften från färsk ved eller tuggat på kåda och känt dess smak. Det är exempel på extraktivämnen, som nu forskare vid SLU i Umeå studerat. Dessa ämnen förekommer speciellt i barrträd och rikligt i tallens kärnved. Veden i ett träd kan delas in i olika klasser: mogen ved och så kallad ungdomsved, dessa vedtyper kan finnas i både splint- och kärnved. Ungdomsveden, som finns i de tio till tjugo innersta årsringarna, har mer vinklade fibriller och fibrerna är kortare och klenare i jämförelse med mogen ved. Plankor och bräder med ungdomsved kröker sig ofta medan de från mogen ved är stabila. I splintveden transporteras vatten till trädkronan, medan kärnveden ofta lagrar in extraktivämnen som ett slags kemiskt skydd.

– Vi fann att det är möjligt att med NIR-bildteknik klassificera innehållet av extraktivämnen i flisbitar. Det var därför lätt att skilja ut tallens kärnved. Vi lyckades i splintveden även särskilja mogen ved från ungdomsved, men inte i den kådrikare kärnveden, säger Torbjörn Lestander, docent vid SLU:s skogsfakultets enhet för biomassateknologi och kemi, och fortsätter:

– Den förklaring vi har är att innehållet av extraktivämnen i kärnveden överskuggar skillnader i vedstruktur mellan mogen ved och ungdomsved.

Resultatet öppnar möjligheter att med bildvision sortera till och med enskilda flisbitar i olika klasser. Detta liknar den teknik som finns för färgsortering av t ex ärtor inom livsmedelsindustrin.

– En bättre överensstämmelse mellan råvara och industriell process är det vi vill uppnå och bildvision med detta osynliga ljus (NIR) kan vara en framgångsrik väg, säger Torbjörn Lestander.

Han leder en forskargrupp inom forskningsprogrammet Bio4Energy med syftet att ta fram nästa generations metoder för förbehandling och sortering och därmed skräddarsy skoglig råvara för olika processer i framtidens bioraffinaderier.

INFORMATION
Länk till artikeln i Journal of Near Infrared Spectroscopy;

FAKTA
– Ungdomsved eller juvenil ved är i Sverige de ca 10–20 innersta årsringarna längs en trädstam. Denna ved har fiberriktningar som är mer vinklade mot (har trubbigare vinkel mot) stammens längdriktning. Detta ger upphov till en mängd fenomen, bl a att virke kan vrida sig och bli krokigt efter torkning.

– Mogen ved är ved utanför de ca 20 innersta årsringarna. Denna ved har fibrer som går i stammens längdriktning. Plankor och bräder från den mogna veden är mer dimensionsstabila och kröker sig sällan efter torkning (förutsatt att trädet inte lutat under sins uppväxt). I äldre tider använde man sig av bräder från mogen ved och med stående årsringar som uppvisar mycket stabila egenskaper vad gäller dess dimension.

– Splintved är den ved som nybildas utåt strax under barken. Splintveden svarar för vattnets lagring i stammen och dess transport till trädkronan. Det är speciellt de yttersta årsringarna som svarar för vattentransporten.

– Kärnved har ett betydligt högre innehåll av kådliknande ämnen (extraktivämnen) som skyddar veden mot olika angrepp. Kärnvedbildning är väl utvecklad i tall. Kärnvedens bildning startar i basen av trädet och längst in, dvs där det finns ungdomsved. Ju större dimension trädet får desto mer kan kärnveden breda ut sig både uppåt och utåt. Till sist kommer även en del av den mogna veden främst i basen av stammen att innehålla kärnved.