Taustaa
Biotuotetehtaat ovat Suomessa ja maailmassa suurin bioraaka-aineiden käyttäjä sekä biotuotteiden ja -energian tuottaja. Biotuotetehtaat omaavat vielä valtavasti potentiaalia materiaali- ja energiatehokkuuden parantamiseksi.
Kuitulaboratoriolla on jo pitkään tehty tutkimuksia biotuotetehtaan eri osaprosessien toiminnan parantamiseksi sekä kehitettyä ja otettu käyttöön tutkimuksissa tarvittavaa uutta mittaus- ja mallinnusteknologiaa. Ko. toiminta on luonut mittavan osaamisympäristön ja teollisen konsortion, joka on mm. identifioinut merkittävimmät kehityskohteet biotuotetehtaan tuotanto-, raaka-aine-, energia- ja ympäristötehokkuuden parantamiseksi, joita siis tässä hankkeessa tullaan kehittämään. Merkittävä osa hanketta ovat uudet jatkuvatoimiset mittalaitteet sisältäen kehittyneet etäseuranta ja hallintajärjestelmät, näiden hyödyntäminen tutkimuksissa sekä käyttöönotto biotuotetehtaiden osaprosessien toiminnan ymmärtämisessä, parantamisessa ja ohjauksessa. Ko. tutkimuksilla luodaan pohjaa tehtaiden autonomisen toiminnan kehittämiseen mikä on tällä hetkellä alalla vahva kehitystrendi. Pisimmällä ko. kehitystyössä ollaan happidelignifioinnin osalta, jossa kehitettävä mallinnusosaaminen yhdistettynä uusiin jatkuvatoimisiin mittauksiin voisi tulevaisuudessa mahdollistaa ko. prosessien optimoidun ja autonomisen toiminnan. Pesuprosessien sekä jäteveden käsittelyn osalta uusien jatkuvatoimisten mittausten hyödyntäminen antaa myös mahdollisuuksia toimintojen automatisoinnille. Hanke vahvistaa kuitulaboratorion ja suomalaisen alan klusterin kilpailuetua ympäristötehokkaiden tuotteiden ja prosessien suunnittelussa, käyttöönotossa, tuotantopalveluissa ja prosessien operoinnissa.
Tavoitteet
UMaMi –hankkeen tavoitteena on tuottaa tietoa biotuotetehtaan osaprosessien toiminnan parantamiseksi ja hyödynnettäväksi ko. prosessien suunnittelussa, toteutuksessa, instrumentoinnissa, päivittäisessä tuotannon ohjauksessa ja optimoinnissa sekä prosessien autonomisen toiminnan kehittämisessä. Hankkeessa kehitetään ja hyödynnetään laajasti uudenaikaisia mittauksia, mallinnusta sekä digitaalisia etäseuranta- ja analysointimenetelmiä. Samalla edesautetaan mallinnus- ja mittausmenetelmien käyttöönottoa teollisuudessa sekä tuotetaan tieteellisesti merkittävää perustietoa kuitulinjan osaprosessien toiminnasta. Lopullisena tavoitteena on tehostaa biotuotetehtaan prosesseja, niin, että saavutetaan merkittäviä säästöjä energian, materiaalien ja veden kulutuksessa, jolloin myös voidaan säästää haihdutuksen energiakustannuksissa sekä vähentää jätevesilaitosten kuormitusta.
Toteutus
Hanke jakaantuu seuraaviin toisiaan vahvasti tukeviin työpaketteihin:
WP 1. Happi delignifiointi- ja valkaisuvaiheiden mallinnuskehitys
WP 2. Otsonikäsittely
WP 3. Ruskean massan pesu ja jäteveden käsittely.
WP 4. Uusien mittaus- ja mallinnussovellusten käyttöönotto ja hyödyntäminen:
WP 5. Uudet prosessikonseptit ja kehityskohteet
Tutkimuksiin osallistuu 13 yritystä ja ulkomaisena yhteistyökumppanina University of Maine. Yritysten rahoitus osuus on 20 % ja lisäksi yritykset osallistuvat hankkeeseen merkittävillä in-kind panoksilla sisältäen laiterahoitusta, mittalaitteistoja, asennuskustannuksia, koeajoista seuraavia kustannuksia sekä omaa työpanosta.