Laboratoriossa ja kedolla

Kemian tutkimuksen ja alan teollisuuden pitkä historia Suomessa

Tutkija Panu Nykänen, FT Teknillisten Tieteiden Akatemia, piti ansiokkaan esitelmän Suomalaisten Kemistien Seura r.y:n kokouksessa 6.3.2019.

Voit nyt tutustua myös Kemia100-sivuilla Panu Nykäsen esitelmäkalvoihin ja suomalaisen kemian tutkimuksen ja alan teollisuuden pitkään historiaan.

 

 

Kaoliinikatalyytti Karjalasta ja öljynpuhdistusta Helsingissä

Gustaf Kompan bensiininvalmistusprosessiin tarvittava katalyytti perustui kaoliiniin. Raaka-aine saatiin heti Suomen itsenäistymisen jälkeen Laatokan koillispuolelta löydetystä Soanlahden kaoliiniesiintymästä.

Soanlahti on ollut ainoa Suomessa taloudellisesti hyödynnetty kaoliiniesiintymä. Se tarjosi raaka-ainetta suomalaiselle posliiniteollisuudelle. Kaoliiniesiintymän löytyminen Suomen kallioperästä oli kuitenkin lottovoitto myös kemisteille.

Prolanvaaran tila kuului Suomalainen Puuliike Oy:lle, jota kautta kaivoksen omistus jakaantui kaakkoissuomalaisille liikkeenharjoittajille. Kaivosteollisuustoiminnan tarvitsemat pääomat kerättiin Suomesta. Malmiota hyödyntämään perustettiin maaliskuussa 1933 Suomen kaoliini Oy. Perustettuun yhtiöön kuuluivat Soalahden maa-alueen omistaneiden J. W. Taskisen, Eino Taskisen ja Tapio I. Taskisen lisäksi loviisalainen konsuli ja laivanvarustaja Ragnar Nordström ja eversti Paavo Talvela. Yhtiön toimitusjohtajana työskenteli pitkään diplomi-insinööri Roope Hormi, Gust. Kompan entinen assistentti, joka siirtyi 1933 Taloudellisen puolustusneuvoston konttoriin.

Roope Hormi toimi Rikkihappo- ja superfosfaattitehtaat Oy:n johtokunnan varapuheenjohtajana 30-luvun puolivälissä ja vuodesta 1935 Vihtavuoren ruutitehtaan johtajana. Roope Hormi oli itsenäisyyden alkuvuosikymmenien strategisen kemianteollisuuden keskushenkilöitä, mutta hän kuoli vaikean sairauden murtamana jo 1938.

 

Prolanvaaran harjanteita kuvattuna luoteesta kaakkoon. 1943.07.31 SA-Kuva

 

Katalyyteistä haettiin tietoa Saksasta, Unkarista ja Pietarista

Keramiikan käyttöön ja valmistukseen perehtynyt diplomi-insinööri Torolf Tollander toi tietoa keraamisista katalyyteistä opintomatkaltaan Saksaan 1920-luvun alussa. Tollander työskenteli Arabia Oy:n tuotekehityslaboratoriossa Helsingissä. Toinen tietolähde suomalaiskemisteille asiassa oli Budapestin Teknillisen korkeakoulun teknillisen kemian professori József Varga. Gustaf Komppa kävi Unkarissa Vargaa tapaamassa, alkuvuodesta 1937 helsinkiläisen öljynregenerointiprosessin käynnistysvaiheessa.

Koko tutkimushanke sai vauhtia myös Pietarin yliopistosta. Suomalaisten kemisti-insinöörien henkilökohtaiset yhteydet Pietarin teollisuus- ja tutkijapiireihin eivät olleet katkenneet Suomen itsenäistyessä. Pietarin yliopistossa työskenteli professori Konstantin Taipale, jonka perhe kuului Pietarin suomalaiseen siirtokuntaan.

Konstantin Taipale oli akateemisissa piireissä tunnettu tiedemies, ja häntä pidettiin Suomessa epäpoliittisena henkilönä. Komppa tapasi Taipaleen Mendelejevin syntymän 100-vuostisjuhlassa 14. syyskuuta 1934. Hänen poikansa Yrjö Taipale siirtyi 30-luvun alussa Suomeen ja työskenteli ensin Arabian tehtailla ja tämän jälkeen professori Kompan yksityisassistenttina Teknillisen korkeakoulun kemian laitoksella.

Konstantin Taipale lähetti pojalleen tietoja kaoliinin käytöstä 1930-luvun alkuvuosina. Pian tämän jälkeen Yrjö Taipale ilmoitti keksineensä uuden menetelmän posliinin kultaukseen. Hän perusti tuotteen valmistamiseksi Suomen Kiiltokulta Oy:n 1934.

Suomen Kiiltokulta Oy:ssä keksittiin tai yhtiö sai valmiina haltuunsa menetelmän öljytuotteiden regeneroimiseksi. Vastaavia menetelmiä oli ollut käytössä suurvalloissa ja esimerkiksi Tanskassa jo muutamia vuosia.

Konstantin Taipale katosi vuonna 1937 Stalinin puhdistusten alkaessa.

 

Kaoliinia käytetään posliinituotteiden ja tulenkestävien tiilien valmistuksessa sekä paperiteollisuudessa. Tunnettuja kaoliiniesiintymiä sijaitsee Virtasalmella, Puolangalla ja Sallassa. Kuva; Shutterstock

 

Sota-ajan täydelinen öljyn kierrätys

Kiiltokulta Oy:n öljynpuhdistusprosessi oli kuitenkin valmis tuotantoon. Menetelmä jäteöljyn puhdistamiseksi toimi ylikuuman vesihöyryn avulla. Menetelmälle haettiin myös patenttia. Kiiltokulta Oy:n nimi vaihdettiin vuonna 1936 Kemiallinen teollisuus Oy:ksi, kun valmistelut Helsingin öljynpuhdistustehtaan käynnistämiseksi alkoivat.

Öljyn regeneroinnista tuli sota-aikana olennainen osa Suomen voiteluainehuoltoa. Säännöstelyaikana voiteluöljyä ostettaessa oli jätettävä vastaava määrä käytettyä öljyä uudelleen käsiteltäväksi. Järjestelmä perustui vuosien ajan täydelliseen öljyn kierrätykseen.

Laatokan pohjoispuolella sijaitseva Soanlahden kaivos menetettiin alueluovutusten yhteydessä Neuvostoliitolle ensin 1940 ja lopullisesti 1944.

Kirjoittaja: Panu Nykänen

Valtion rikkihappo- ja superfosfaattitehtaiden (Kemira) perustaminen

Suomen itsenäistyttyä huoltovarmuuskysymykset nousivat vahvasti esille. Keinolannoitteiden käyttö oli Suomessa merkittävästi vähäisempää kuin muissa Euroopan maissa. Vuoden 1918 sisällissodan aikana maassa syntyi ankara elintarvikepula, jonka toistuminen haluttiin estää kotimaisen keinolannoitetuotannon perustamisella.

Suomalainen elintarviketuotanto ei riittänyt 1800-luvulla turvaamaan maan ruuan tarvetta ja Suomessa koettiin 1860-luvun lopulla suuri nälkäkatastrofi, joka tappoi noin kymmenesosan maan väestöstä. Nälkävuosien seurauksena Suomeen rakennettiin kattava kruununmakasiinijärjestelmä, jonka avulla pyrittiin ehkäisemään vastaavan toistuminen. Maan elintarvikehuolto oli kuitenkin tuonnin varassa 1900-luvun alkuun tultaessa.

Suomen talous perustui toimimiseen Venäjän keisarikunnan talousjärjestelmän ohessa. Tärkeimmät kauppakumppanit Suomelle löytyi Pietarin talousalueelta, jonne vietiin esimerkiksi paperi- ja pahvituotteita, halkoja ja maitotaloustuotteita. Pietarin suurilta teurastamoilta tuotiin esimerkiksi luujauhoa Suomen peltojen lannoittamiseksi, sekä suuria määriä viljaa, josta Suomessa oli jatkuva pula.

Suomalainen maatalous perustui pitkälle vanhoihin työmenetelmiin huolimatta siitä, että 1830-luvulta lähtien maassa oli annettu maatalousalan koulutusta Mustialan opistossa ja useissa pienemmissä oppilaitoksissa eri puolilla maata. Keinolannoitteiden käyttö oli Suomessa merkittävästi vähäisempää kuin muissa Euroopan maissa.

Ensimmäisen maailmansodan aikana yhteiskuntarauha Venäjällä alkoi rakoilla ja keväällä 1917 maaliskuun vallankumouksen yhteydessä elintarvikkeiden kauppa rajan yli katkesi kokonaan. Kun Suomessa syntyi poliittisen liikehdinnän seurauksena maataloustyöväen lakkoja kesällä 1917, seuraavana talvena ja vuoden 1918 sisällissodan aikana maassa syntyi ankara elintarvikepula.

Aloitteita kotimaisen keinolannoiteteollisuuden rakentamiseksi tehtiin jo vuoden 1917 valtiopäivillä, mutta aloitteet eivät johtaneet käytännöllisiin toimiin. Suomen itsenäistyttyä ja maailmansodan päättymisen jälkeen Suomen huoltovarmuuskysymykset nousivat heti vahvasti esille maan talouselämää järjesteltäessä. Vaihtoehtona ollut liittyminen Saksan talousjärjestelmiin kaatui Saksan tappion ja sitä seuranneen talouskriisin johdosta. Strategiset tuotannon haarat oli saatava kotimaisiin käsiin.

 

Talvitie lähetetään ostosmatkalle Saksaan

 

Pian ensimmäisen maailmansodan päättymisen jälkeen Suomen kauppa- ja teollisuuskomissio teki uuden aloitteen rikkihappoteollisuuden käynnistämisestä maassa. Tämän seurauksena Yrjö Talvitie lähetettiin alkuvuodesta 1919 Saksaan tutustumaan mahdollisuuksiin tehdaslaitteistojen ostamiseksi. Investoinneista käyty keskustelu johti muun muassa Suomalaisten Kemistien Seuran perustamiseen.

Pellervo-Seuran ja Maatalousseurojen Keskusliiton edustajat tekivät vuoden 1919 valtiopäivillä aloitteen ”komitean asettamiseksi tutkimaan mahdollisuuksia valmistaa kotimaassa niitä apulantoja, joita maanviljelyksemme tarvitsee”. Keskustelu maan taloudellisesta ja tuotannollisesta itsenäisyydestä alkoi saada laajan kannatuksen.

Yrjö Talvitie sai Saksassa mahdollisuuden ostaa käyttämättä jääneen rikkihappo- ja superfosfaattitehtaan koneiston. Maatalousministeri Kyösti Kallio valtuutti lokakuussa 1919 Talvitien ja Berliinin lähettiläänä toimineen Juho Jänneksen ostamaan laitteet. Kauppa allekirjoitettiin vuodenvaihteessa 1919–1920. Tehtaiden johtoon asetettiin johtokunta, jonka puheenjohtajaksi kutsuttiin Wäinö Tammenoksa.

 

Ketjuteollisuuden ryhmä muodostettiin turvaamaan Suomen taloudellista itsenäisyyttä

 

Rikkihappo- ja superfosfaattitehtaiden sijoituspaikka Suomessa määräytyi raaka-ainetta tuottavan Outokummun kaivoksen liikenneyhteyksien mukaan. Norjalaisessa omistuksessa olleen Ab Outokumpu Oy:n ajauduttua käytännössä konkurssiin yritys valtiollistettiin vuonna 1920, ja sen tuotanto jatkui turvaten rikkikiisun tuotannon myös rikkihappotehtaan tarpeisiin. Rikkihappotehdas päätettiin sijoittaa Lappeenrantaan ja superfosfaattitehdas Kotkaan, jonka etuna oli valtamerilaivaliikenteen mahdollistava suursatama.

Tehtaiden vaatimat niiden raaka-aineiden ja tuotteiden kuljettamiseksi tarkoitetut rautatienrakennus- ja satamatyöt aloitettiin nopeasti, mutta Kotkan satamassa sattuneen tulipalon seurauksena superfosfaattitehtaan rakennustyöt viivästyivät. Kotkan tehdas valmistui syksyllä 1922. Lappeenrannan rikkihappotehtaan koneistot käynnistyivät samaan aikaan. Rikkihappo kuljetettiin superfosfaattitehtaille rautatievaunuilla.

Kuva: Wikipedia

1920-luvun kuluessa muodostettiin maan taloudellisen itsenäisyyden turvaamiseksi olennainen ketjuteollisuuden ryhmä, josta rikkihappo- ja superfosfaattitehtaat muodostivat keskeisen tekijän. Muita yhdessä toimivia strategisia tuotantolaitoksia olivat Valtion Ruutitehdas Vihtavuoressa, Imatran voimalaitos ja Outokummun tuotantolaitokset Kuusijärvellä ja Imatralla. Lisäksi valtion hoitoon otettiin joukko telakoita, lentokonetehdas Helsingissä, sekä kivääritehdas ja tykkitehdas Jyväskylässä.

Valtion omistamien liikelaitosten muuttamisesta osakeyhtiöiksi keskusteltiin koko 1920-luvun ajan. Lopullisen sysäyksen valtionyhtiöiden muodostamiseksi antoi syksyllä 1929 alkanut maailmanlaajuinen talouslama. Tämän seurauksena lakiesitys Outokummun, Imatran voimalaitoksen, Veitsiluodon ja rikkihappo- ja superfosfaattitehtaiden muuttamiseksi osakeyhtiöiksi annettiin loppuvuodesta 1931. Osakeyhtiöt muodostettiin joulukuussa 1933.

 

Kirjoittaja: Panu Nykänen

Kemistien mielenilmaisu1969

Peruskiven kanto HY:n uuden kemian laitoksen rakentamiseksi v. 1969

Olin Helsingin yliopiston kemistit ry:n hallituksen jäsenenä mukana kemistien mielenilmaisussa vuonna 1969 jolloin kannettiin noin satakiloinen kivi senaatintorin ympäri uuden laitoksen peruskiveksi 300 kemistiopiskelijan saattamana. Kiven vastaanotti rehtori Erkki Kivinen, joka suhtautui asiaan myötämielisesti. Tarvittiin monta rehtoria ennenkuin peruskivi, maattuaan päärakennuksen lattialla yli 20 vuotta, päätyi uuden kemian laitoksen perustukseen Kumpulan kampuksella 90-luvun alussa. Laitos pääsi muuttamaan uusiin ja ajanmukaisiin Chemicum tiloihin vuonna 1995. Sen myötä ympäri kaupunkia hajallaan olleet laitokset saivat yhteisen työskentely-ympäristön.

 

Hallituskadulla laboratoriotyöt tehneenä muistan sen, että laitokseen sisään astuessa ei voinut erehtyä siitä, että kemian laitokseen tultiin. Tuoksut olivat vahvoja ja vaihtuivat päivästä toiseen. Orgaanisen kemian osastolla tapasi olla tulipalo kerran kuussa. Itsekin sammutin sellaisen assistenttina fysikaalisen kemian osastolla. Jätenatriumit poltettiin laitoksen takapihalla. Elohopeaa kieri laboratorioiden lattioilla ja pöydät olivat happojen polttamia. Tislauksia tehtiin labrapöydillä ja eikä kemikaalien avokäsittely yhteisessä tilassa ollut harvinaista. Laitoksen viemäröinti ja ilmastointi  olivat arveluttavalla tasolla.  Suurille  ikäluokille tarjotut opiskeluneliöt olivat neljänneksen silloisista suosituksista.  Voi hyvin ymmärtää, että kivenkantajilla oli ihan oikeat syyt mielenilmaisuunsa.

Jouko Korppi-Tommola

 

Suomen lippu ja Suomalaisten Kemistien Seuran perustaminen

Suomen lipun muodosta ja väreistä käytiin keskustelua 1850-luvulta lähtien. Erityisesti ruotsinkielinen osa väestöstä asettui tukemaan Suomen vaakunaan perustuvaa punakeltaista leijonalippua, jota vasta itsenäistyneen Suomen senaatti esittikin valtiolipuksi vuoden 1918 alussa.

Leijonalippua oli ehditty käyttää yleisesti vuoden 1917 maaliskuussa tapahtuneen Venäjän vallankumouksen jälkeen Helsingissä esimerkiksi valtioneuvoston, Teknillisen korkeakoulun ja yliopiston lipputangoissa.

Keväällä 1918 käydyn verisen sisällissodan jälkeen kokoontunut eduskunta hyväksyi kuitenkin 28. toukokuuta 1918 maan lipuksi alun perin Zachris Topeliuksen jo 1850-luvulla esittämän siniristilipun, joka pohjasi pohjoismaiseen ristilipputraditioon. Lipun suunnittelivat taidemaalarit Eero Snellman ja Bruno Tuukkanen. Kompromissina käydyn keskustelun pohjalta valtiolippuun päätettiin jättää ristin keskelle Suomen vaakuna.

Koska Snellmanin ja Tuukkasen esityksessä ei lipun värejä määritelty riittävällä tarkkuudella, valtioneuvosto pyysi värikemisti Väinö Matti Juho Viljasen antamaan luonnontieteelliseen määritelmään perustuvan ohjeen käytettävistä väreistä. Lipun värin kerrottiin olevan meren, eli ultramariinin sininen ja valkoinen.

Viljanen oli käytännöllisen väriopin ja tekstiilien teollisen värjäyksen todellinen asiantuntija maassa. Saatuaan päästötodistuksen Polyteknilllisen Opiston kemian osastolta vuonna 1899 hän toimi hetken aikaa Forssa Oy:n viimeistelyosaston johtajana, kunnes lähti pitkälle opintomatkalle useisiin tunnettuihin oppilaitoksiin ja teollisuusyrityksien palvelukseen Saksassa, Englannissa ja Hollannissa.

Palattuaan Suomeen Viljanen työskenteli kotikaupunkinsa Tampereen teollisuuskoulun ja tämän jälkeen Tampereen Teknillisen Opiston kemian opettajana. Hän jatkoi myös teollisuuden palveluksessa toimien 1910-luvulla sekä Tampereen turkisvärjäämö Oy:n että Väriteollisuus Oy:n toimitusjohtajana. Viljanen oli myös joitakin vuosia aikaisemmin julkaissut väriteoriaan perustuvan yleistajuisen oppaan Värien sommittelu.

Viljanen oli luonnollinen valita lipun värien määrittelyn tehtävään myös, koska hän toimi 1918 sisällissodan aikana perustetun Vaasan senaatin alaisen, maan teollista toimintaa ohjaavan kauppa- ja teollisuuskomissionin apulaisjohtajana ja vuonna 1919 sen johtajana. Vuonna 1919 hän toimi myös Suomalaisten Teknikkojen Seuran puheenjohtajana.

Koska kysymyksessä ollut tehtävä edellytti laajaa hyväksyntää suomalaiselta kemistikunnalta, Matti Viljanen kutsui joukon kemistejä neuvotteluun koskien värien määrittelyn menetelmiä. Värien määrittelemiseen ei 1919 ollut nykyisenkaltaisia luonnontieteellisiä menetelmiä, joten lipun värit sidottiin kaupallisiin väriteollisuuden tuotteisiin, joiden mallit säilytettäisiin pimeässä huoneessa. Tämä tapaus johti Suomalaisten Kemistien Seuran perustamiseen huhtikuussa 1919.

V.M. J. Viljanen toimi sittemmin 1920-luvun lopulla Kansallisen Edistyspuolueen kansanedustajana ja hän sai 1935 vuorineuvoksen arvon.

 

Kirjoittaja: Panu Nykänen

Löytöjoen tervatehdas

Suomessa oli vuonna 1930 kahdeksantoista tärpätti- terva- ja pikitehdasta. Niiden yhteenlaskettu tuotanto oli noin 432 000 kg raakatärpättiöljyä, 483 000 kg puhdistettua tärpättiöljyä ja 99 000 kg pikeä. Pikiöljyn, puuhapon ja tervaveden tuotannon määrä ei ole tiedossa. Tervatehtaista ei yleensä ole säilynyt muistomerkkejä. Hyrynsalmen Löytöjoen tervatehdas on suomalainen teollisuushistorian muistomerkki, joka on 1990-luvun lopulla tutkittu ja museoitu museoviraston, Kainuun museon ja Hyrynsalmen kunnan toimesta.

1920-luvun alussa Löytöjoelle, Hallan talon maille perustettiin tervatehdas, jonka tarkoituksena oli toimia pilottitehtaana uudenaikaista tervateollisuutta kehitettäessä. Tehtaan omisti ”Hallan Ukko” J. A. Heikkinen, joka oli Teknillisen korkeakoulun kemian professorin Gustaf Kompan tuttava. Komppa osallistui tehtaan prosessilaitteiston suunnitteluun ja rakentamiseen.

Löytöjoen tervatehtaan tuotanto alkoi vuonna 1924, ja sen laboratoriorakennukseen sijoitettu tislauslaitteisto oli käytössä noin vuoteen 1932. Höyrykoneen käyttämä jäähdytyslaitteisto ja puuhapon tislauskattila edustivat aikakautensa edistyksellisintä tekniikkaa.

Löytöjoen tehdas valmisti tervaa, tärpättiä, puuhappoa, pikiöljyä ja saapasrasvaa. Aikalaistietojen mukaan prosessissa syntynyt alkoholi on kaadettu maahan. Koska retortista puuttuu kuitenkin kevyempien hiilivetyjen polttoainekäyttöä varten tarvittava paluuputki, on hyvin mahdollista, että alkoholi jäähdytettiin ja otettiin talteen. Tehtaan tuotanto on joka tapauksessa 1920-luvulla ollut suunnattu paikallisia tarpeita laajempiin tarkoituksiin. Pelkkä retortti olisi hyvin riittänyt hyvälaatuisen tervan ja hiiltotärpätin sekä pikiöljyn ja saapasrasvan valmistukseen. Tehdas toimi 1930-luvun lopulla pilottitehdasvaiheen jälkeen, kun laboratoriotyöskentely oli lopetettu, juuri tällaisessa kokoonpanossa.

Löytöjoen tehtaan tuotannon kustannusrakenne on poikennut keskieurooppalaisista vertailukohdistaan. Retorttihiilet ovat olleet Löytöjoella selkeä sivutuote, vaikka parhaat hiilet vietiin Kontiomäelle ja myytiin Valtion Rautateiden käyttöön. Retorttihiilet on pääasiassa käytetty retortin lämmittämiseen.

Löytöjoen tehtaan pääasiallinen tuotanto on alun perin suunnattu hyvälaatuiseen tervaan ja ennen kaikkea kevyempiin aineisiin kuten puuhappoon. Prosessista sivutuotteena saatu pikiöljy, terva ja saapasrasva on myyty kuluttajille. On mahdollista, että Löytöjoella kokeiltiin vuoden 1924 jälkeen Sulo V. Hintikan ja Gustaf Kompan kehittämää menetelmää lamppuöljyksi ja moottoripolttoaineeksi käytettävän tärpätin valmistamiseksi.

Löytöjoen tehtaan tuotannossa tapahtui selkeä muutos 1930-luvun alkuvuosina. Retorttia on madallettu yhdellä metrillä todennäköisesti uunin rakenteiden rapauduttua tai rautaisen retortin syövyttyä puhki yläosastaan. Innostusta uusiin tehdasinvestointeihin ei Hallassa enää ole ollut, mutta vanhasta rakenteesta on otettu kaikki hyöty irti. Myös tislauskattilan savupiippu laboratoriorakennuksessa on poistettu ja katto on paikattu peltilevyllä.

Retortti on lyhennetty kirveellä karkealla tavalla, joten tämän jälkeen matalammissa lämpötiloissa kiehuvat hiilivedyt ovat päässeet pakenemaan kannen reunan raoista. Tervan ja pien tuotantoa on kuitenkin jatkettu vuoteen 1939 asti. J. A. Heikkinen kuoli juuri ennen talvisodan syttymistä.

Kirjoittaja: Panu Nykänen

Lisätietoa:

http://museovirastorestauroi.nba.fi/teollisuuskohteet/loytojoen-terva-ja-tarpattitehdas

http://www.kajaani.fi/fi/palvelut/hyrynsalmen-rakennushistoriallisesti-arvokkaat-kohteet