|
|
|
Hankekoodi: A75059
Hankkeen nimi: KUITU-MOD - Puukuidun tehokkaat teolliset modifiointimenetelmät
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2019 ja päättyy 31.12.2020
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Etelä-Savon maakuntaliitto
Hakijan virallinen nimi: Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 2472908-2
Jakeluosoite: Patteristonkatu 3D
Puhelinnumero: 040 655 0555
Postinumero: 50100
Postitoimipaikka: Mikkeli
WWW-osoite: http://www.xamk.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Lasse Pulkkinen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: tutkimusjohtaja
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: eura.neuvonta(at)gov.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 044 571 5861
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Ympäristö- ja energiatehokkaiden prosessien kehittäminen on nostamassa happi- ja otsonikäsittelyjen merkitystä selluloosan valmistuksessa. Xamk Kuitulaboratoriossa on tehty uraauurtavaa soveltavaa tutkimusta happikemikaalien käytön tehostamiseksi biotuotteiden valmistuksessa. Uusien biotuotteiden ja tehokkaiden prosessikonseptien tutkimus- ja kehitystyölle on teollisuudessa suuri tarve. Prosessien tehostamisen lisäksi tarve selluloosakuitujen modifioinnille on kasvamassa uusien erikoiskuitujen kehittämiseksi. Projektin tavoitteena on kehittää tehokkaita prosessitapoja puukuidun valmistusprosessin tehostamiseksi biotuotetehtaissa sekä kehittää korkeasakeusprosessia selluloosan modifioinniksi lisäarvotuotteiksi.
Puukuitu (selluloosa) voi modifioituna saavuttaa parempia tuoteominaisuuksia kuin synteettiset polymeerit. Modifiointiprosessit ovat perinteisesti toimineet matalissa sakeuksissa, käyttäneet runsaasti vettä ja kemikaaleja. Tämä on johtanut biopohjaisten tuotteiden korkeisiin kustannuksiin ja merkittäviin ympäristöhaittoihin. Otsonikäsittelyn rinnalla projektin tavoitteena on edistää Xamk Kuitulaboratorion kuitutekniikan tutkimusedellytyksiä selluloosan kemiallisissa modifiointitekniikoissa korkeasakeus-prosessoinnin osaamista ja kehitystoimintaa vahvistamalla.
Toimenpiteinä tehdään uusiin mittauksiin ja prosessidatan analyysiin liittyvää tehdastason tutkimusta biotuotetehtaan happidelignifioinnin tehostamiseksi, kehitetään ja laajennetaan tutkimustoimintaa otsonin käyttämiseksi selluloosan muokkaamiseksi kansallisen innovaatioverkoston tarpeisiin sekä käynnistetään selluloosan korkeasakeusmodifioinnin laboratoriotason tutkimus ja kehitystoiminta Xamk Kuitulaboratoriossa.
Tuloksena biotuote- ja kuitutekniikan osaaminen syventyy merkittävästi alueella. Käytännön tasolla kehitetään yksi uusi vähähiilisyyttä ja energiatehokkuutta parantava ratkaisu teollisuudessa käyttöönotettavaksi. Otsonointi-prosessin osa-alueella kehitetään uutta osaamista ja TKI-yhteistyötä Xamkin ja alan kansallisten toimijoiden kanssa selluloosan jalostamiseksi korkean lisäarvon ja ympäristötehokkaisiin puupohjaisiin tekstiilisovelluksiin. Selluloosan korkeassa sakeudessa tehtävät modifioinnit ja laboratoriotoiminnan kehittäminen vahvistavat Xamkin osaamista alalla ja tuloksena raportoidaan kaksi uutta prosessikonseptia kuidun ja mikrosellun modifioimiseksi biomateriaaleiksi.
- Kemiallinen metsäteollisuus
- Alan laite- ja teknologiayritykset
- Kemian teollisuus
- Selluloosan jatkojalosteita valmistava teollisuus
- Xamkin kanssa yhteistyöverkostossa olevat tutkimuslaitokset kansallisesti (VTT, Aalto) sekä Itä- ja Pohjois-Suomen alueella olevat alan mahdolliset tutkimuslaitos- ja korkeakumppanit.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 342 640
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 342 640
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 434 484
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 434 484
Maakunnat: Etelä-Savo
Seutukunnat: Savonlinnan
Kunnat: Savonlinna
Jakeluosoite: Vipusenkatu 10
Postinumero: 57200
Postitoimipaikka: Savonlinna
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 5 | 7 |
| Hanke edistää kestävää kehitystä, energia ja ympäristötehokkuutta sekä fossiilisten materiaalien käytön korvaamista. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 2 | 2 |
| Hanke tehostaa prosesseja ja pienentää näin haitallisia ilmastopäästöjä. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Ei oleellista vaikutusta. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| Ei oleellista vaikutusta. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 3 | 5 |
| Hanke edistää ympäristötehokkaampien prosessien kehittämistä, jotka pienentävät jätevesipäästöjä. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 4 | 4 |
| Hanke tehostaa biotuotetehtaan bioenergian tuotantoa. | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 6 |
| Hanke vahvistaa merkittävästi Savonlinnan alueen elinvoimaa yritysyhteistyön kautta. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 3 | 4 |
| Hanke mahdollistaa älykkäiden prosessikehityspalvelujen kehittämisen. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 3 | 3 |
| Hanke edistää alueellista kehittämistä ja hyvinvointia. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Hanke on tasa-arvo neutraali. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ei vaikutusta. | ||
| Ympäristöosaaminen | 5 | 6 |
| Hanke vahvistaa merkittävästi prosessitekniikan ympäristöosaamista sovellusalallaan. | ||
KUITU-MOD-sovellus-projektin tavoitteena oli kehittää tehokkaita prosessitapoja puukuidun valmistusprosessin tehostamiseksi biotuotetehtaissa sekä kehittää korkeasakeusprosessia selluloosan modifioinniksi lisäarvotuotteiksi. Toimenpiteinä tehtiin uusiin mittauksiin ja prosessidatan analyysiin liittyvää laboratorio- ja tehdastason tutkimusta biotuotetehtaan happidelignifioinnin tehostamiseksi, kehitettiin ja laajennettiin tutkimustoimintaa otsonin käyttämiseksi selluloosan muokkaamiseksi kansallisen innovaatioverkoston tarpeisiin sekä käynnistettiin selluloosan korkeasakeusmodifioinnin laboratoriotason tutkimus ja kehitystoiminta Xamk Kuitulaboratoriossa. Edellä mainittuja toimenpiteitä tukemassa rinnalla oli KUITUMOD–LAITE – Selluloosan modifioinnin tutkimusympäristö -hanke.
Työvaiheet toteutuivat laajasti, ja muun muassa happivaihe ja pesu -osiossa toteutettiin maailman mittakaavassa ainutlaatuinen mittausympäristö, joka mahdollisti kaasujen käyttäytymisen ja vaikutusten karakterisoinnin eräällä kuitulinjalla. Lisäksi tehtiin kattavasti laboratoriotutkimusta ilmiöiden selvittämiseksi ja saamaan laboratoriolaitteet paremmin vastaamaan teollisia laitteita. Otsoni-osiossa kehitettiin Kuitulaboratorion koeloopisto vastaamaan nykyajan vaatimuksia. Nyt pystytään itse tuottamaan otsonia korkeassa pitoisuudessa ja kierrättämään sitä pilot-mittakaavan laitteistossa sekä pienmittakaavan Mark-mikserillä. Lisäksi ymmärrys otsonin sekoittamisesta laitteilla kasvoi. Korkeasakeus-työpaketissa laboratoriokoelaitteisto päivitettiin ja sillä saatiin testattua sellusta happohydrolyysilla valmistetun mikrokiteisen selluloosan modifiointia eri valkaisukemikaaleilla. Kemikaaleille löydettiin annoksia, joilla voidaan happohydrolyysissa tummentunut MCC valkaista silmälle riittävän vaalealle tasolle, joka on tärkeää muun muassa elintarvike- ja lääketeollisuuden tuotteissa. Kyseessä olevan toiminnan ja tutkimusten myötä muun muassa tehtiin seuraavaa:
• Uusia mittausteknologioita otettiin käyttöön, niitä hyödynnettiin käytännössä ja luotiin pohjaa uusien jatkuvatoimisten mittausten kehittämiselle. Mittauksia olivat muun muassa kuplakokojakauman mittaus, kaasuosuuden Echowise-mittaus, uusi sähkökemiallinen kaasuosuuden mittaus, kuiva-aineen mittaus refraktometrillä sekä näytteenottoon perustuvan kaasuosuuden sekä molekyylikoostumuksen mittaus.
• Merkittävää uutta tietoa saatiin kaasujen käyttäytymisestä ja vaikutuksista kuitulinjan happidelignifiointi- sekä pesuvaiheissa sekä tehdas- että laboratoriokokeiden pohjalta.
• Yhteistyössä Mainen yliopiston kanssa kehitettiin happivaiheen fysikaalista mallinnusta lisäämällä tähän happidispersion kuplakokoon perustuva hapen aineensiirtokertoimen laskenta.
• Kehitettiin Kuitulaboratoriolle maailmanmittakaavassa ainutlaatuinen otsonitutkimuksen koeympäristö, toteutettiin muun muassa moolimassasäätökokeita ja kehitettiin otsonisekoitustekniikkaa.
• Tutkittiin MCC:n modifiointia kloorivapailla valkaisukemikaaleilla ja löydettiin sopivia annoksia, joita voitaisiin käyttää teollisen mittakaavan tuotantolaitoksissa. Lisätutkimusta kuitenkin asiasta tarvitaan.