Hemiselluloosan tehokas hyödyntäminen biojalostuksessa

 

Projektin kuvaus

Hankkeessa on tavoitteena tehostaa puun hyötykäyttöä biojalostuksessa. Selluloosapohjaisten tuotteiden valmistuksessa syntyy hemiselluloosajakeita, joiden hyödyntämistä tässä hankkeessa pyritään tehostamaan. Hemiselluloosapohjaisten kemikaalien hyödyntämispotentiaali on suuri, koska niille on paljon mahdollisia hyödyntämiskohteita erilaisissa teknokemian tuotteissa, kuten maaleissa ja pesuaineissa.

Hankkeessa selvitetään selluloosapohjaisten tuotteiden valmistuksessa syntyvien hemiselluloosajakeiden koostumusta ja soveltuvuutta eri käyttökohteisiin. Lisäksi tarkastellaan hemiselluloosan talteenoton kehittämistä siten, että jakeiden hyödynnettävyys voitaisiin maksimoida. Koska hankkeen keskiössä on selluloosapohjaisten tuotteiden valmistusprosessit, erityistä huomiota kiinnitetään hemiselluloosan talteenoton vaikutuksiin selluloosapohjaisen päätuotteen laatuun.

Hankkeen päärahoittajana toimii Euroopan aluekehitysrahasto Pohjois-Pohjanmaan ja Etelä-Savon maakuntaliittojen kautta. Hankkeen toteuttajina toimivat Oulun yliopiston Kemiallisen prosessitekniikan tutkimusyksikkö ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Kuitulaboratorio.

Oulun yliopiston hankesivut

Projektin tulokset

Hankkeessa on etsitty teknistaloudellisesti kannattavaa tapaa hemiselluloosa oligomeerien (ksylaanien) erottamiseen koivuhakkeesta esihydrolyysillä. Mahdollisista menetelmistä kuumavesiuuton (PHWE) soveltuvia uutto-olosuhteita on aluksi arvioitu paineuutolla laboratoriomittakaavassa (< 100 ml uuttokenno) ja jatkettu panostoimisena penkkimittakaavassa (10 l pakkokiertokeitin). Tutkimuksessa on löydetty prosessiolosuhdealue, jossa saavutetaan kohtuullinen hemiselluloosan poistuma siten, että päätuotteena saadaan ksyloosioligomeerejä. Ksylaanisaannot penkkimittakaavassa ovat pysyneet lähes laboratoriomittakaavassa saavutetulla tasolla.

Ksylaanioligomeerien erottamiseksi uutteesta on tarkasteltu etanolisaostusta. Uutteen konsentrointiin ennen saostusta on käytetty vaihtoehtoisesti joko alipainehaihdutusta tai kalvoerotusta. Saostuksessa käytetty etanolipitoisuus ja uutteen ksylaanikonsentraatio vaikuttaa merkittävästi ksylaanisaantoon saostuksessa.

Prosessimallinnusta on käytetty uutto- ja erotusvaiheiden toteuttamiskelpoisuuden arviointiin. Lisäksi on luotu prosessimallit furfuraalin ja etanolin valmistukselle uutteesta.

Hemiselluloosa-arvoketjun lopputuotteita on tarkasteltu kirjallisuuden perusteella ja ksylaanisesta hemiselluloosasta saatavista tuotteista on tehty kirjallisuuskatsaus (linkki).

Kuitulaboratorio_reaktori_1

Kuitulaboratorion jatkuvatoiminen paineruuvireaktorI

Hankkeen webinaari 6.4.2022

Hemiselluloosasta mahdollisuuksia biojalostukseen -webinaari (Teams) keskiviikkona 6.4.2022 klo 9-12.

Webinaaria ei tallennettu. Ohessa Puhujien esitysmateriaalit:

Osallistujapalautetta

”Korkeatasoiset luennoitsijat. Paljon tuli uutta tietoa biosokereista, eritoten kiinnostaa ligniinin käyttö liimojen komponenteissa, varmasti tulevaisuutta ja sovelluksia löytyy.”
”Todella kiinnostava ja aikani arvoinen seminaari. Tulevaisuudessa kannattaa järjestää enemmän.”
”Tosi mielenkiintoiset ja laadukkaat esitykset.”

 

 

Lisätietoja

Tapio Tirri
Kuitulaboratorion johtaja
p. 040 582 8468
tapio.tirri@xamk.fi

 

Faktat

Hemiselluloosan tehokas hyödyntäminen biojalostuksessa

01.03.2020 – 31.08.2022

Toteuttajat

Hallinnoija: Oulun yliopiston Kemiallisen prosessitekniikan tutkimus-yksikkö

Osatoteuttajat: Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Kuitulaboratorio.

Tutkimuskeskus: Kuitulaboratorio

Budjetti

Kokonaisbudjetti: 455 000 €

Xamkin osuus kokonaisbudjetista: 255 000 €

Rahoittaja ja päärahoituslähde: Euroopan aluekehitysrahasto Pohjois-Pohjanmaan ja Etelä-Savon liittojen kautta. Hankkeen muina rahoittajina toimivat Andritz Oy, St1 Oy, Vaisala Oyj, Mondi Powerflute Oy, Oulun yliopisto ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu