HempRefine Oy:n uutiskirjeessä esitellään viimeisimmät kuituhamppualan uutiset, tapahtumat ja viljelyyn liittyvät
ajankohtaiset asiat.

Tilaa uutiskirje tästä sähköpostiisi tai kotiosoitteeseesi!
Uutiskirje ilmestyy keskimäärin kaksi kertaa vuodessa.

Jätä ao. kentät tyhjiksi jos haluat uutiskirjeen vain sähköpostitse.

 
 

Hampulla on kova kansainvälinen noste


Kuitu- ja öljyhampun viljelyala on nopeassa kasvussa Euroopassa: tänä vuonna ylitettiin jo 30 000 hehtaarin rajapyykki. Nopeinta kasvu on ollut viime vuosina Baltiassa, mm. Virossa viljellään Suomessa kehitettyä Finola-ölhyhamppua jo yli 6000 hehtaarin alalla. Suomessa pinta-alat ovat edelleen pieniä ja julkiset panostukset vähäisiä.

Kiinassa skaala ja kasvu ovat täysin omaa luokkaansa. Pelkästään Heilongjiangin provississa viljeltiin tänä vuonna 30 000 hehtaaria hamppua ja ensi keväänä määrä tuplataan 60 000 hehtaariin. Kiinassa hampulla korvataan erityisesti maaperän pilannutta puuvillaa. Virallinen tavoite on kova, jopa yli miljoonan hehtaarin viljelypinta-ala. Hampun viljely ja jalostaminen saavaat voimakasta vetoapua keskushallinnolta: Kiinan armeija käyttää hamppukuidusta valmistettuja univormuja ja sukkia. Tekstiilien lisäksi Kiinassa tutkitaan intensiivisesti erilaisia kompostiittimateriaaleja ja uusien patenttien määrän perusteella valtion t&k-panostukset hamppuun ovat maailman suurimmat.

Amerikan mantereella hamppua on viljelty lähinnä Kanadassa, jossa pinta-alaa löytyy noin 40 000 hehtaaria. Täysin oma lukunsa on Yhdysvallat, jossa osavaltio toisensa jälkeen on laillistanut hampun viljelyn. Yhdysvalloissa myös sijoittajat ovat löytäneet hampun ja se näkyy viljelmien mittakaavassa. Mm. Kentuckyn osavaltio myönsi luvan yli 5000 hehtaarin "koeviljelmille" ja suunta on sama kymmenissä osavaltioissa. Hampputeollisuudella on Yhdysvalloissa voimakkaita lobbareita, muun muassa useiden osavaltioiden senaattoreja. Hamppua jalostavia yrityksiä syntyy pikavauhtia ja onkin nähtävissä, että lähivuosina Yhdysvaltojen markkinoilla nähdään ylitarjontaa matalan jalostusarvon tuotteissa.

Globaalissa mittakaavassa hampputuotteiden markkinat ovat varovaisenkin arvion mukaan 1-2 miljardin euron välillä ja vuosittainen kasvu on kymmeniä prosentteja. Tämä luku sisältää vain hampun tekniset käyttökohteet ja elintarvikkeet, esimerkiksi lääke- ja viihdekäyttö muodostavat huomattavasti tätä suuremman markkinan, mutta monet uskovat kuituhampulla olevan tätäkin laajempi markkinapotentiaali. Väite ei ole täysin tuulesta temmattu: tälläkin hetkellä käynnissä on satoja hamppuun keskittyviä tutkimusprojekteja, joiden tarkoitus on hyödyntää hampun poikkeuksellista rakennetta ja kemiallista koostumusta. Esittelen tässä lyhyesti mielenkiintoisimpia vuoden 2017 aikana tehtyjä löydöksiä.

Hampusta biohiiltä, suodattimia ja superkondensaattoreita

Kuituhampusta voidaan valmistaa tehokkaita suodattimia esimerkiksi teollisuuden ja kotitalouksien hulevesien puhdistamiseen. Ranskalaiset tutkijat testasivat ns. raa´an hamppukuidun tehoa monimetalliliuoksen (alumiini, koboltti, kromi, kupari, nikkeli ja sinkki) puhdistamisessa. Hamppukuidulla pystyttiin poistamaan veteen tehdystä liuoksesta tietyistä metalleista jopa 99 %. Foundation for Industrial Hemp Production & Research -yhdistys väittää kehittäneensä kraanoihin asennettavan hamppumikrokuituja sisältävän suodattimen, joka tappaa 95 % juomaveden bakteereista. Hamppukuidun antibakteeriset ominaisuudet ovat hyvin tunnettuja ja dokumentoituja, mutta jäämme odottamaan filtterin ominaisuuksista parempaa tutkimusnäyttöä. Hamppukuidulla on vastustuskykyä mm. koli- ja MRSA-bakteereja vastaan.

Tulokset on rohkaisevia, mutta raakakuitua suurempaa kiinnostusta on herättänyt hampusta pyrolysoitu biohiili. Biohiili on hapettomassa pyrolyysissä eli kuivatislauksessa tuotettua hiiltä, jossa biomassan luonnollinen huokosrakenne on säilynyt. Biohiilen ominaisuudet vaihtelevat suuresti ja sitä voidaan käyttää erilaisiin funktionaalisiin tarkoituksiin, kuten maaperän parannukseen ja hulevesien käsittelyyn. Suomessa biohiiltä valmistaa vasta pari yritystä ja raaka-aineena käytetään lähinnä pajua, joka on VTT:n ja Luken tutkimusten mukaan paras raaka-aine biohiilen valmistukseen, sillä se on huokosrakenteeltaan erinomainen: 200 m2 / g, tavoite 700–800 m2 / g. Mitä enemmän huokosia on, sitä enemmän on myös aktiivista, toiminnallista pinta-alaa.

Suomalaiset tutkijat, muutamaa poikkeusta lukuunottamatta, eivät kuitenkaan ole kokeilleet hamppukorren hiiltämistä. Pajuakin nopeakasvuisempi hamppu tuottaa hiiltä, jonka pinta-alaksi kiinalaiset tutkijat mittasivat uskomattomat 2388 neliömetriä grammassa.

Hamppubiohiilella voidaan puhdistaa jätevesiä raskasmetalleista. Serbialaiset tutkijat vahvistivat tämän havainnon ja he pystyivät lisäämään hamppubiohiilen kykyä sitoa raskasmetalleja muuntelemalla sitä kemiallisesti. Nopeakasvuisesta kuituhampusta toivotaan edullista ratkaisua suurten jätevesimäärien puhdistamiseen.

Bulkkibiomassan tuottamisen sijaan tutkijoita on kiinnostanut havainto, jonka mukaan hamppupohjaisesta hiilestä voidaan valmistaa tehokkaita rakenteita sähkön varaamiseen. Hamppukasvin kuidut osoittautuivat jo vuonna 2014 paremmaksi nanokalvojen raaka-aineeksi kuin grafeeni. Keksinnön avulla voidaan kehittää superkondensaattori, huomattavan tehokas akku, joka puolestaan edistäisi muun muassa sähköautojen kehitystä. Hamppu näyttää tutkimuksen mukaan olevan paitsi grafeenia edullisempaa myös energiatehokkaampaa. Hamppuun perustuva akku oli energiatiheydeltään 12 kilowattituntia per kilogramma eli kaksin- tai kolminkertaisesti kaupallisiin tuotteisiin verrattuna. Se toimi myös eri lämpötiloissa, pakkasasteista lähes sataan asteeseen saakka.

Korealaiset ja yhdysvaltalaiset tutkijat laittoivat kuitenkin tänä vuonna kanadalaistutkijoita paremmaksi kehittämällä hampusta ja mangaanioksidi-nanojohdoista rakenteen, josta saadaan sähköenergiaa 14,3 kilowattituntia per kilogramma. Samat tutkijat havaitsivat rakenteen toimivan erinomaisena katalyyttina PET-muovin kierrättämisessä, minkä odotetaan tuovan huomattavia kustannusssäästöjä muoveja kierrättävälle teollisuudelle.

Ravintoa, rehuja ja energiaa - ilmastoa unohtamatta

Hypätään superkondensaattoreista ruokapöytään. Hampunsiemenestä valmistetaan laajalla skaalalla erilaisia elintarvikkeita ja eläinrehuja, jotka tunnetaan niiden tasapainoisesta rasvahappokoostumuksesta. Öljyhampun siemenestä valmistettu proteiinijauho näyttää sopivan hyvin gluteenittoman tärkkelyspohjaisen leivän valmistukseen: Food Science and Technology -julkaisussa tutkimusartikkelissa kuvattiin, miten 20 % osuus hamppuproteiinikonsentraattia paransi leivän rakennetta, ravintokuitujen määrää (29,3 -> 90,0 g/kg), väriä ja makua.

Hamppua on käytetty menestyksekkäästi ns. fytoremediaatiossa, eli kasvien avulla tapahtuvassa maaperän puhdistamista saasteista. Tutkimusten mukaan hamppu poistaa maaperästä tehokkaasti mm. kuparia, kadmiumia ja nikkeliä. Tästä syystä Suomessa Luonnonvarakeskuksen tutkijat selvittivät hampun ja pellavan siementen kadmiumpitoisuudet. Hampun osalta tulos oli hyvä: maaperän kadmium ei päädy hampun siemeniin, vaan lehtimassaan. Hampun siemen on siten turvallinen elintarvike, mutta pellavan osalta tulokset eivät mairitelleet. Etenkin maaperän matala pH edistää kadmiumin kerääntymistä pellavan siemeniin.

Ihmisten käyttöön tarkoitettuja hamppuelintarvikkeita on alettu käyttämään enenevissä määrin myös eläinten rehuna. Suomessa hamppupohjaisia rehuja käytetään pääasiassa hevosilla, mutta niiden tehoa ja turvallisuutta on tutkittu myös tuotantoeläimillä. Poultry Science -lehdessä julkaistiin kesäkuussa tutkimus, jossa selvitettiin hampunsiemenöljyn vaikutusta broilerin lihan ja kananmunien koostumukseen. Hampunsiemenöljyn sisällyttäminen broilerien ravintoon nosti omega-3-rasvahappojen ja gammalinoleenihapon pitoisuuksia munissa ja lihassa selvästi. Hamppurehuilla voidaan siten parantaa tiettyjen elintarvikkeiden terveellisyyttä ihmisille.

Hampunsiemenien lisäämisellä märehtijöiden ravintoon voidaan vähentää niiden aiheuttamia metaanipäästöjä. Science of Food and Agriculture -lehdessä tutkijat kertoivat hampun ja saflorin siementen vähentävän metaanipäästöjä huomattavasti pellavan, unikon ja ruistankion siemeniä tehokkaammin. Märehtijät ovat merkittävä metaanin lähde, joten tällä havainnolla voi olla suuri merkitys ilmastonmuutoksen hillitsemisessä.

Maanviljelyllä on suuri rooli ilmastonmuutoksen torjumisessa ja erityisesti hiilen sitomisessa maaperään. Erityisesti ns. C3-kasveilla, joihin hamppukin kuuluu, on kyky tuottaa tehokkaasti biomassaa, vaikka ilmakehän hiilidioksidipitoisuus olisi nykyistä paljon korkeampi. Hehtaari kuituhamppua sitoo noin 13 tonnia hiilidioksidia joka vuosi, mutta sillä on myös selkeitä maanparannusvaikutuksia, jotka edistävät muiden viljelykasvien satoisuutta. Espanjalaiset tutkijat vahvistivat vuodenvaihteessa mitä viljelijät ovat jo kauan tienneet: vuosi kuituhamppua nosti seuraavan vuoden vehnäsatoa 1368 kiloa, mikä tarkoittaisi Suomen oloissa noin 20 %:n lisäystä normaalisatoon.

Kuituhampusta on povattu myös tehokasta ja ekologista bioenergiakasvia. Suomessa vallitsevalla hintarakenteella ja ilmastolla lämmityspelletin, biokaasun tai liikennepolttoaineiden tuottaminen hampusta ei kuitenkaan kannata. Sen sijaan yhdysvaltalaistutkijat päätyivät rohkaiseviin tuloksiin. Suomea eteläisemmässä ilmastossa kuituhampusta on mahdollista korjata pelkän korsisadon lisäksi siemenet, jolloin kuituhamppu on oli laskennallisesti kenafia, hirssiä ja durraa kannatavampi bioenergian raaka-aine. Kuituhampputonnista pystytään valmistamaan yli 300 litraa etanolia. Vertailun vuoksi etanolin teoreettinen saanto männyn kuoresta on massataseen perusteella 190 kiloa, eli noin 240 litraa.

Samalla kun kuituhampun viljelypinta-ala on ripeässä kasvussa, käyvät lajikekehittely ja viljelytekniikan kehittäminen kuumina. Käyttöön on otettu myös epätavanomaisia keinoja hyvän sadon varmistamiseksi. Tsekeistä, slovakeista ja romanialaisista koostunut tutkijaryhmä käsitteli hampun kylvösiemeniä ns. kylmäplasmalla, jolla tavallisesti desinfioidaan teollisuudessa esimerkiksi hedelmiä. Kylmäplasmakäsittely näyttäisi parantavan pienien taimien kykyä selviytyä kuivista jaksoista. Tämä on tärkeä havainto, koska hampunviljelyssä on erittäin tärkeää, että juuri taimettuneet kasvit saavat riittävästi vettä. Suomenkin ilmasto on muuttumassa kasvinviljelylle haastavammaksi, kun sään ääri-ilmiöt lisääntyvät ilmastonmuutoksen seurauksena.

Lääkkeitä ja geenisiirtoja

Lääketeollisuus on jo pitkään ollut kiinnostunut hampusta ja erityisesti lajikkeista, joissa on korkeat kannabinoidipitoisuudet. Tutkimuskenttä on niin laaja, etten käy sitä tässä sen enempää läpi, mutta nostan kuitenkin esiin muutaman tutkimuksen, jotka koskettavat myös kuituhamppua. Kanadalaiset ja brittitutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jossa kannabinoideja voidaan geenisiirtoteknologian avulla kasvattaa hiivassa. Tämänkaltainen geeniteknologian kehitys mahdollistaa jatkossa myös kuituhamppulajikkeiden kehittämisen, jossa kannabinoideja esiintyy aiempaa vähemmän tai ei lainkaan. Kehityksen suunnasta voi olla montaa mieltä - geeniteknologialla muunnetut lajikkeet kiinnostanevat suurempia yrityksiä, jotka eivät nykyisin tuota hampun kylvösiementä.

Lähinnä hampun kukinnoissa esiintyviä kannabinoideja tutkitaan intensiivisesti lääkeaineina, mutta myös muilla hampputuotteilla voi olla lääketieteellistä merkitystä. Esimerkiksi kiinalaiset tutkijat ovat kehittäneet hampunsiemenöljystä nanoemulsion, joka edistää sisäisesti nautittavien lääkeaineiden imeytymistä tehokkaammin kuin nykyiset menetelmät. Lisäksi tutkijat ovat havainneet, että hampunsiemenestä eristetty grossamidi vaikuttaa lupaavalta lääkkeeltä, joka ehkäisee hermoston ja aivojen hiljaista kroonista tulehdusta, neuroinflammaatiota, jota esiintyy muun muassa Alzheimerin taudissa. Vastaavia vaikutuksia on havaittu myös useilla kannabinoideilla, kuten CBD:llä (kannabidioli). Kannabidioli on hampussa esiintyvä psykoaktiivinen yhdiste, joka ei ole päihdyttävä, vaan sen psykoaktiivinen vaikutus on antipsykoottinen sekä neuroprotektiivinen.

CBD-markkinat ovat räjähtäneet muutamassa vuodessa käsiin erityisesti Yhdysvalloissa, joissa lain harmaalla alueella myytävät kymmenien tai jopa satojen yritysten erilaatuiset valmisteet ovat satojen miljoonien arvoinen bisnes. The Hemp Business Journal arvioi CBD-markkinoiden kasvavan vuoteen 2020 mennessä 2,1 miljardin dollarin arvoiseksi. Sama kehitys näkyy myös Euroopassa ja Suomessa, jossa lääkeainelistalta löytyvän CBD:n laillinen asema on epäselvä. CBD:lle ollaan kuitenkin hakemassa Suomessa myyntilupaa ravintolisänä mukaillen kehitystä muualla Euroopassa.

Hamppurakentaminen nousee marginaalista

Toinen lupaava ja jatkuvasti kasvava markkinasegmentti hampulle on rakentaminen. Hamppukuitua on perinteisesti käytetty eristeenä, mutta nykyisin suurin kiinnostuksen kohde on hamppukalkkikomposiitti, eli niin sanuttu hamppubetoni. Hamppubetonista on rakennettu ulkomailla tuhansia kohteita, joiden joukosta löytyy muun muassa kerrostaloja. Viimeisin esimerkki löytyy Italiasta, josta kuva alla.

Suomessa hamppubetonista on rakennettu vasta muutamia kohteita, eikä niiden joukossa ole asuinrakennuksia. Yrityksemme rakensi Vantaan asuntomessuille NCC:lle kerrostalojen ulkovarastot hamppubetonista ja tänä vuonna olemme kehittäneet ja testanneet hamppubetonin ääneneristyskykyä VTT:llä siten, että materiaalista voidaan tulevaisuudessa valmistaa meluvalleja valtateiden varsille. Turun ammattikorkeakoulussa on menossa Rakennetaan hampusta -hanke, jonka investoimaa ruiskuvalulaitteistoa käytetään parhaillaan Lemminkäisenkadulla Turussa. Hankkeen tarkoituksena on mm. mitata hamppubetonin lämmöneristyskykyä Suomen ilmastossa, jotta asuinrakentaminen tulisi mahdolliseksi.

Hamppubetoni on periaatteessa yksinkertainen materiaali, hamppupäistäreen, kalkin ja veden seos. Kun materiaalia kaupallistetaan, pitää sen kuitenkin täyttää useita rakentamisen normeja, mikä edellyttää perusteellista tutkimusta. Esimerkiksi hamppubetonin raaka-aineena käytettävän hamppupäistäreen koolla on uuden tutkimuksen mukaan suuri vaikutus hamppubetonin mekaanisiin ominaisuuksiin: puristusvoimaa käyttävissä kokeissa havaittiin hamppubetonin kestävyydessä jopa kymmenkertainen päistäreen koosta johtuva ero.

Myös työmenetelmillä on suuri vaikutus lopputulokseen. Iso-Britanniassa Bathin yliopistossa selvitettiin, miten eri valumenetelmät vaikuttavat hamppubetonin sisärakenteeseen ja fyysisiin ominaisuuksiin. Tutkimuksessa havaittiin valumenetelmillä olevan merkittävä vaikutus lämmöneristävyyteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Erityisesti rakenteen asennolla (pysty/vaaka) valun aikana on suuri merkitys.

Samat tutkijat suosittelevat hamppubetonin valmistusta elementteinä sisätiloissa, mikä nopeuttaa rakentamista, parantaa rakenteen laatua ja nopeuttaa rakenteen kuivumista. Sisätiloissa valu voidaan toteuttaa vaaka-asennossa, jolloin elementtien eristysominaisuudet ovat optimaalisia. Tutkijat julkaisivat löydöksistään raportin, jossa verrataan eri valumenetelmiä perusteellisesti.

Kalkin sijaan seosmateriaalina voidaan tuoreen tutkimuksen mukaan käyttää myös savea, jota käyttämällä saavutetaan hamppukalkkikomposiittia vastaavat ominaisuudet.

Hamppukuidulla voidaan parantaa perinteisen betonin ominaisuuksia. Jo pieni 1 %:n lisä betonin joukossa parantaa betonin murtuma-, veto-, taivutus- ja iskulujuutta. Lisäksi hamppukuitu parantaa betonin eristysominaisuuksia pienentämällä sen lämmönjohtokykyä 25 - 35 %:lla. Tämä vähentää rakennuksen lämmittämiseen tarvittavaa energiaa.

Hamppukuitua käytetään lujitekuituna lukuisissa tuotteissa ja komposiiteissa. Italiassa tutkijat ovat kehittäneet erittäin yksinkertaisen, kestävän ja täysin biohajoavan lastulevyn pitkästä hamppukuidusta ja riisihiutaleista. Sidosaineena käytettiin maissitärkkelystä ja valmistusmenetelmänä lämpö-/puristusmuovausta. Samantyyppinen menetelmä oli käytössä suomalaisella Novoplastik Oy:lla, joka valmisti pellavakuidusta design-tuoleja. Yksinkertainen valmistusprosessi mahdollistaa edullisten ja kestävien levyjen valmistamisen huonekalu- ja rakennusteollisuudelle.

Hybridikomposiitteja ja lannanluontia

Autoteollisuus on paperiteollisuuden jälkeen suurin hamppukuidun käyttäjä. Hamppukuidusta valmistettuja kojelautoja, hattuhyllyjä ja ovia on useiden suurien autovalmistajien malleissa. Hamppukuidun etuna ovat sen keveys, lujuus ja ekologisuus. Intiassa tutkijat kehittivät hamppu- ja juuttikuidusta hybridikomposiitin, joka soveltuu moottoripyöräkypärien valmistamiseen. 50/50-suhteessa valmistettu kompostiitti päihittää törmäystesteissä erittäin kestävistä muoveista valmistetut kypärät.

Hybridikomposiitit ovat nyt tiedemaailmassa trendikkäitä ja niitä kehitetään Suomessa mm. Oulun yliopistossa. Usein uusille materiaaleille ei löydy käytännön sovelluksia, mutta päinvastaisiakin esimerkkijä on.
Esimerkkinä Yhdysvalloissa on tänä vuonna kehitetty alumiinihamppukomposiitti, jolla voidaan suojautua voimakkailta elektromagneettisiltä hyökkäyksiltä tai häiriöiltä. Hamppu suojaa alumiinia korroosiolta ja yhdessä ne muodostavat toimivan ja kestävän rakenteen, jolla on kaupallista kysyntää.

Listaa uusista löydöksistä ja hamppuun liittyvästä tuotekehityksestä voisi jatkaa vaikka miten pitkään. Tosiasia kuitenkin on, että suuri osa kuituhampun biomassasta menee edelleen hyvin perinteisiin tarkoituksiin, kuten eläinten kuivikkeisiin ja katemateriaaleiksi puutarhaan. Ja miksipä ei menisi, koska hampulla on näissä käyttökohteissa merkittävä rooli esimerkiksi ilmastonmuutoksen hillitsemisessä; Hampulla korvataan luonnolle ja ilmastolle vahingollisia tuotteita, Suomessa erityisesti turvetta.

Itä-Euroopassa ja Kiinassa suurin osa kuidusta menee tekstiilien valmistamiseen. Viime aikoina on kehitetty yhä tehokkaampia menetelmiä hamppukuidun kottonisointiin, eli muuntamista puuvillaa muistuttavaksi massaksi, jolloin hamppukuitua voidaan käyttää puuvillalle tarkoitetuilla koneilla. Hamppukuidusta valmistetut tekstiilit ovat tunnetusti tehokkaita suojia UV-säteilyä vastaan. Tästäkin ominaisuudesta saatiin tänä vuonna uutta näyttöä, kun korealaiset tutkijat vertasivat hamppukankaan ja polyesterikankaan tehoa UVB-säteilyä vastaan. Hamppukangas pesi polyesterin mennen tullen: se antaa iholle 50 % tehokkaamman suojan.

Ihmiskunta on käyttänyt hamppua raaka-aineena ainakin 10 000 vuotta ja se on myös yksi Suomen ensimmäisistä viljelykasveista. Nykytutkimuksen ja tuotekehityksen määrän ja laadun perusteella hampulla on myös valoisa tulevaisuus.



Mikko Neuvo, HempRefine Oy

Back to top
Back to top