Väriainekasvit: morsingon viljely ja indigon tuotanto

Transkriptio

1 Väriainekasvit: morsingon viljely ja indigon tuotanto Erikoiskasvipäivä Kohti monipuolista ja tuottavaa viljelyä erikoiskasvien avulla Leppävirta Marjo Keskitalo, erikoistutkija, Luonnonvarakeskus GSM

2 Morsinko ja indigo Suomessa Varhaisin litu löydetty Salon seudulta Varsinais-Suomesta, ajoitus 300 jaa. Vanhat hauta ja tekstiililöydökset Varsinais-Suomesta osoittavat, että indigoa käytettiin värjäykseen luvuilta lähtien (Viikinkiaika jaa). Varmaa tietoa siitä, että indigo olisi tuotettu Suomessa, ei ole. Elias Tillander, Turun yliopiston professori (1670 noin 1693), mainitsi morsingon kasvavan Etelä-Suomen rannikkoseudulla. Pehr Adrian Gadd, Turun yliopiston kemian professori (1761->) kirjoitti ensimmäiset morsingon viljelyohjeet, mikä julkaistiin 1760: Om Färge-Stoften Veides Plantering och Ans I Finland, På flere Åhrs Rön och Försök. Gadd myös viljeli morsinkoa 1700-luvulla Turun seudulla Morsingon viljely on alkanut kiinnostaa viljelijöitä, tuotantoa mm. Nivalassa

3 Tutkimushankkeita SPINDIGO Sustainable production of plant derived indigo ( , rahoitus EU, MMM) Selvitykset -Laurila Suomalaisen värimorsingon ja väritattaren indigoväriaineen käytön markkinaselvitys (25 s.). TEKES TULI rahoitus -Sipilä & Linkolehto Värimorsingon viljelytekniikka ja indigon eristyslaitteiston rakennus- ja käyttökustannukset sekä tuotannon kannattavuus (18 s). TEKES TULI -rahoitus MONIKASVI Lisäarvoa monimuotoisesta kasvinviljelystä - mahdollisuudet ympäristön, viljelijän ja kuluttajan kannalta ( , rahoitus MMM)

4 Pellolta arvotuotteita ja luksusta Crops4Luxury - PeltoLuksus Rahoitus SITRA Luonnonvarakeskus Aalto yliopisto Helsingin yliopisto Ainasoja yhtiöt Oy Murtolan Hamppufarmi Oy Rainingon luomutila Lisäksi: Bondenliving, Caraway Finland Oy, Ravintola Hus Lindman, KasKas-media, Keskisen Mylly Oy, Koivunalhon luomutila, MTK Maaseutunuoret, Viljakas Oy

5

6 Jaakko Siitonen 2010 Anne Vuorema 2008 Anu Laakso 2004 Kaisa Viljanen 2004 Lopputöitä Laakso, Anu Värimorsingon alkukehitys ja lehtisadon muodostuminen. Opinnäytetyö, Savoniaammattikorkeakoulu, 36 p. Mussaari, Eeva Sinisen tähden. Kasviperäisellä indigolla värjätyn villan väri ja värinkesto. Vertailu Isatis tinctorian, Indigofera tinctorian ja synteettisen indigon välillä. Käsityötieteen pro gradu -tutkielma, Helsingin yliopisto, Kasvatustieteellinen tiedekunta, Kotitalous- ja käsityötieteiden laitos, 72 p. Mäkinen, Taina Väritattaren viljely ja indigon eristys. Opinnäytetyö, Laura-ammattikorkeakoulu, Hyvinkää instituutti, 52 p. Siitonen, Jaakko Uutto-olosuhteiden vaikutus kasviperäisen indigon saantoon. Diplomityö. Teknillinen tiedekunta, Kemiantekniikan koulutusohjelma, Teknillisen kemian laboratorio, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, 71 s. Viljanen, Kaisa Lämpötilan vaikutus indigon uuttumiseen värimorsingon (Isatis tinctoria) lehdistä. Opinnäytetyö, Laboratorioalan koulutusohjelma, Pirkanmaan ammattikorkeakoulu, 38 p. Vuorema, Anne Reduction and Analysis Methods of Indigo. Doctoral dissertation; Department of Chemistry; Turku University, Finland,

7 Indigon muodostuminen morsingossa (Isatis tinctoria) Indigoa ei esiinny lehdessä vaan sen esiasteita: Toivotut + lämmin vesi tuotteet 2x Ei-toivotut yhdisteet - virhereaktioita Isatan B (Indoxyl-5-ketogluconate), may contain also isatan A and C Indican (Indoxyl-B-D-glucoside)

8 Morsingon ensimmäisen vuoden kasvua

9 Morsingon korjuu

10 Morsingon juuristo on runsas

11 Kukkiminen, lidut ja siemenet

12 Morsingon vuosirytmi

13 Morsingon tuore lehtisato kg/ha sato 2.sato ,5-28,7-15,9 9,5-11,8-15,9 9,5-25,8-15,9 28,5-28,7-15,9 28,5-11,8-15,9 28,5-25,8-15,9 Kylvön ja korjuun merkitys tuoresatoon

14 Indigo kg/ha DW Leaf kg/ha DW Indigo g/100 g DW (a) (b) Woad, dry leaf yield/ha Woad, indigo content g/100 g DW P= P= ,4 1,2 1 0,8 P=0.12 P=0.22 P= , N application kg/ha 0,4 0, N application, kg/ha Typpilannoituksen merkitys a) Lehtien kuivapainoon b) Indigopitoisuuteen g/100 g lehteä (DW) c) Indigosatoon kg/ha (c) Woad, indigo yield/ha P < P= P= P= P= N application kg/ha

15 Cultivation Precursors are extract. to water To avoid unwanted breakdown of pc:s Increase of ph breaks pc:s and liberates sugar O2 binds precursors without sugar. Formation Of blue indigo Harvest, 2x Ddrying not possible Washing of leaves Hot water (80, 10 min) Clean leaves Leaves are lifted from the tank Quick cooling to 20C. Filtration of debris. Adding of base Indigo concentrate or dry cake O2 is pumped to suspension Blue suspension is let to settle down in an other tank Remove of water Indigo Indigon uuttoprosessi KESKITALO, M Morsinko. In: Toimitus: Keskitalo, ym. Erikoiskasvien viljely. ProAgria Maaseutukeskusten Liiton julkaisuja 1034: Tieto tuottamaan 118: p

16 Weed control, to avoid soil Contamination, To keep leaves as a whole Cultivation Harvest, 2x Washing of leaves Proper leaf washing to minimise dirt contamin. Not too Long and hot Hot water (80, 10 min) Clean leaves Quick enough to avoid unwanted breakdown Leaves are lifted from the tank Quick cooling to 20C. Filtration of debris. Adding of base, ph up Indigo concentrate or dry cake Indigo Enough, to maximise precursor liberation Enough, to max. Indigo formation O2 is pumped to suspension Blue suspension is let to settle down in an other tank Remove of water Long enough, to max. Indigo settling down Enough, to minimize water content Keskeiset tekijät indigon uuttoprosessissa. KESKITALO, M Morsinko. In: Toimitus: Keskitalo, ym. Erikoiskasvien viljely. ProAgria Maaseutukeskusten Liiton julkaisuja 1034: Tieto tuottamaan 118: p

17 Väritatar (Polygonum tinctorum)

18 Väritatar (Polygonum tinctorum)

19 Väritattaren kukinto

20 Indigon erotuslaitteisto Luke Jokioinen

21 Indigon erotuksen vaiheet

22 Indigon esiasteiden erotus ja indigon tuotanto -sivutuotteena syntyvä lehtimassa

23 Indigo saostuu astian pohjalle

24 Woad leaves have been washed several times => The purity of indigo is about 50 % Woad leaves have been washed two times => The purity of indigo is about 5 % Indigon puhtaus.

25 Indigon tarve ja käyttö SPINDIGO-hankkeessa arvioitiin, että 5 % maailman synteettisestä indigosta olisi mahdollista korvata kasviperäisellä Tähän tarvittaisiin tuhansia hehtaareja morsinkoa Noin puolet vuonna 2004 tehtyyn kyselyyn vastanneista pkyrityksistä oli kiinnostunut kasviperäisestä indigosta Laurila Suomalaisen värimorsingon ja väritattaren indigoväriaineen käytön markkinaselvitys (25 p.). TEKES TULI raportti

26 Indigon käyttö värinkesto-ominaisuudet Eri indigolähteillä värjättyjen villaisten koekappaleiden valonkestot SFS-EN ISO 105 B02 standardin 2 menetelmän mukaisesti tehtynä. Arvosteluna siniasteikko 1 (huonoin valonkesto ) 8 (paras valonkesto) (SFS-EN A02). Värin lähde Valonkeston keskiarvo Valonkeston keskihajonta Suomalainen morsinkoindigo (viileäeristys, liemi) Englantilainen morsinkoindigo (kuumaeristys, jauhe) Indigofera lehti Indigofera kakku Synteettinen indigo (jauhe) Mussaari, E Sinisen tähden. Kasviperäisellä indigolla värjätyn villan väri ja värinkesto. Pro Gradu Helsingin yliopisto, Kotitalous- ja käsityötieteen laitos, 74 s.

27 Indigolla värjääminen Indigovärillä värjääminen edellyttää värin muuttamisen värittömään leucomuotoon Siinä käytetään kemikaalia (ditioniittiä), samaa tarvitaan sekä kasviperäisen että synteettisen indigon värjäyksessä. Dithionite luokitellaan ympäristöllisesti haitalliseksi Sen takia vaihtoehtoisia menetelmiä tutkitaan (mm. sokerit, sähkökemia) Värjättäessä tekstiili pidetään värittömässä väriliemessä ja nostettaessa ilmaan, väri muuttuu siniseksi.

28 Sähkökemiallinen indigon pelkistys (photos Vuorema, A.) Indigo Leuco-indigo Reduction of indigo into colourless leuco-form with electrocehmical process, instead of using dithionite. Also glucose assisted reductions may be possible [Vuorema, A Reduction and analysis methods of indigo. Annales Universitatis Turkuensis, Ser A1 Tom. 388, 72 p]

29 Indigon väriliemillä värjääminen Laikolan värjäämössä 2000-luvun alussa (Kuva Kirsi Niinimäki, EWTEK)

30 MTT:n Liikelahja: Värjäys Wetterhof, indigovärin tuotanto MTT (Luke). Pellavaliinojen valmistus Jokipiin pellava, suunnittelu Emma Boström (EVTEK)

31 A I N HANNA ALANEN O G R O H N Indigolla värjättyjä tuotteita, Hanna Alanen and Aino Gröhn (EVTEK, Finland) (Photos Hanna Alanen and Aino Gröhn, EWTEK).

32 Lajikekoe Värin testaaminen eri materiaaleihin Värin erotuksen tehostami nen

33 Tuotannon kannattavuus Kannattavuutta selvitettiin: Sipilä & Linkolehto 2006 (TEKES TULI raportti): Erotusyksikön hinta-arvio euroa (2006) Muuttuvat kustannukset hehtaarilta (viljely & erotus) euroa/10 ha Tuotanto kannattavaa, kun ja jos indigon hinta 95 euroa/kg ja hehtaarilta saadaan 30 kg/vuosi

34 Kiitos!

35 Kiitos!