Paineistetun kuumavesiuuton käyttö, kun biomassoista halutaan eristää erilaisia kemikaaleja ja muita tuotteita. Hannu Ilvesniemi

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Paineistetun kuumavesiuuton käyttö, kun biomassoista halutaan eristää erilaisia kemikaaleja ja muita tuotteita. Hannu Ilvesniemi"

Transkriptio

1 Paineistetun kuumavesiuuton käyttö, kun biomassoista halutaan eristää erilaisia kemikaaleja ja muita tuotteita Hannu Ilvesniemi

2 Tutkijaryhmä Olli Byman, Sanna Hautala, Jarl Hemming, Bjarne Holmbom, Hannu Ilvesniemi, Petri Kilpeläinen, Veikko Kitunen, Andrey Pranovich, Ilari Lumme, Johanna Tanner, Tarja Tapanila, Teemu Tikkanen 4/8/2014 2

3 Biorefine tutkimus Metlassa Tavoitteet: Kehittää yksinkertaisia menetelmiä puun rakenteen pilkkomiseksi pääkomponentteihinsa Kartuttaa tietoa raaka-aineiden ominaisuuksista ja soveltuvuudesta jatkojalostukseen Suunnitella erilaisia tuotekokonaisuuksia Keinot: Läpivirtaus tai eräuutto kuumalla vedellä ja laimeilla kemikaalilisäyksillä Laaja lämpötila-alue ( 240 C asti)

4 Kuumavesiuuttoon pohjautuva biorefinery Puu PHWE Hemiselluloosa uute Erottelu Puhdistus Monosakkaridit es Oligosakkaridit Kiinteä jäännös Polysakkaridit Uusi erotusmenetelmä Ligniini Selluloosa Uudet tuotteet Uudet tuotteet 4

5 Kuumavesiuutto soveltuu kaikenlaisille biomassoille

6 Hemiselluloosien eristäminen biomassasta Uutto vedellä / vesihöyryllä / alkalilla / hapolla / liuottimilla (vesi halvin ja ympäristöystävällisin) Lähes 100% saanto mahdollinen, MUTTA... Uutoissa tapahtuvia reaktioita: Asetyyliryhmien hydrolysoituminen CH 3 COOH H + Asetyyliryhmien vähetessä liukoisuus pienenee Hemiselluloosaketjujen lyheneminen (H + katalysoi) Syntyvien sokerimonomeerien hajoaminen (H+ katalysoi)

7 Molekyylikoko vs. käyttökohteet Polymeerit Komposiitit, paperikemikaalit, filmit Emulsiot, hydrogeelit Ruoka ja rehu (Kuva: Maija Tenkanen) Oligomeerit Prebiootit Monomeerit Harvinaiset sokerit Furfuraali Etanoli, asetoni, butanoli Muut platform-kemikaalit (esim. sukkiinihappo)

8 Uuttomenetelmän valinta Kun halutaan... Monomeerejä "Esi/autohydrolyysi" (vesi tai happo) Monomeerien saanto kymmeniä % Oligomeerejä Entsymaattinen käsittely (Uutto hapolla / vedellä) Polymeerejä Läpivirtausuutto vedellä Uutto alkalilla

9 Mahdollisia tuotepolkuja Polysakkaridi monomerisointi konvertointi polymerisointi Prosessin kannattavuus? Raaka-aine Uutto Kiinteä uuttojäännös Ligniini Keitto Hemiselluloosauute Selluloosa Uutetun biomassan fraktiointi ja fraktioiden hyödyntäminen Hiilikuitu Komposiitit Pinnoitteet Dispersiot Liimat... Etanoli Kemikaalit Regeneroitu selluloosa Nanoselluloosa

10 Kuinka yksinkertaista on yksinkertainen? Etikkahappo Yksinkertaista...? Optimoitavien parametrien määrä Uuteen puhdistus tarpeellista? Käytettävän vesimäärän minimointi ja uutteen konsentraation maksimointi (taloudellinen kannattavuus?) Saannon ja laadun välinen kompromissi Uuutteen koostumus Ligniini Hemiselluloosa Uuteaineet

11

12 3 litran PHWE uuttolaite Jäähdytyskierukka Lämmönsäätöyksikkö Korkeapainepumppu Uutteen keräysastia 3L uuttoastia ja lämmitysyksikkö Esilämmityskierukka Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

13 Pre-pilot mittakaavan (300 l) uuttolaite

14 Miksi hemiselluloosat ovat kiinnostavia? Hemiselluloosasta saatavat sokerimonomeerit: Bioetaanoli ( C 6 sokerit) Lähtöaineina erilaisille biomateriaaleille Polymeerinen hemiselluloosa: Filmit Paperi kemikaalit Emulsiot, hydrogeelit Ruoka/rehu Lääketieteelliset sovellukset Hemiselluloosasta valmistettua filmiä Lähde: VTT

15 Ligniinin uuttamisessa tarvitaan muita keinoja Uuttunut määrä (mg/g kuivapainosta) Spruce Pine Birch Uuttolämpötila ( o C)

16 Mitä tehdä kuumavesiuutetulle puulle? Alkuperäinen idea: Uuttoa voidaan käyttää esim. Kraft keiton esikäsittelynä Uutto vaikuttaa massan ominaisuuksiin usealla tavalla, vaikutus riippuu uuton voimakkuudesta SEM kuvia: Käsittelemätön kuusi hake 190 C:ssa uutettu kuusi hake

17 Mangaanin uuttuminen kuusipurusta Mangaanin uuttuminen kuusipurusta eri lämpötiloissa Mangaania, g/t ref Lämpötila C

18 Uutteen puhdistus ja erottelu jakeisiin Saostaminen Adsorptiokromatografia Membraanisuodatus

19 GGMn saostaminen etanolilla 75 %

20 Uutteen puhdistaminenxad7hp-käsittelyllä g / l 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Hemiselluloosan määrä XADkäsittelyn jälkeen g / l 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Ligniinin määrä XADkäsittelyn jälkeen 0,0 reference sample 5 g XAD 10 g XAD 20 g XAD g/l 0,0 reference sample 5 g XAD 10 g XAD 20 g XAD g/l

21 Happohydrolyysi ( C) Monosakkaridien saanto Jäljellä olevien sokerien määrä 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % C, ph 2,2 140 C, ph 2,2 120 C, ph 1,6 140 C, ph 1,6 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % C, ph 2,2 140 C, ph 2,2 120 C, ph 1,6 140 C, ph 1,6 Hydrolysointiaika (h) Hydrolysointiaika (h) Edellyttää huolellista optimointia saannon ja hajoamisen välillä! Fermentointikokeessa etanolin saanto 32 kg etanolia per tonni puuta (36 % teoreettisesta maksimista)

22

23 Biorefine-tutkimus on yhteistyötä Aalto yliopisto Helsingin yliopisto Jyväskylän yliopisto VTT (KCL) Åbo Akademi Lappeenrannan teknillinen yliopisto

Modernin teknologian soveltaminen laadukkaan ja ympäristöystävällisen

Modernin teknologian soveltaminen laadukkaan ja ympäristöystävällisen Selvitys Modernin teknologian soveltaminen laadukkaan ja ympäristöystävällisen nahan valmistuksessa Satu Ikonen, Anna Karvo, Teknologiakeskus KETEK Oy 2011 TEKNOLOGIAKESKUS Korpintie 8 Puh. 06 825 3255

Lisätiedot

Lisäarvoa biomateriaaleistaesimerkkinä. Lieksan Puuakatemian seminaari 21.5.2014 Professor Ali Harlin, D.Sc. VTT Technical Research Centre of Finland

Lisäarvoa biomateriaaleistaesimerkkinä. Lieksan Puuakatemian seminaari 21.5.2014 Professor Ali Harlin, D.Sc. VTT Technical Research Centre of Finland Lisäarvoa biomateriaaleistaesimerkkinä biomuovit Lieksan Puuakatemian seminaari 21.5.2014 Professor Ali Harlin, D.Sc. VTT Technical Research Centre of Finland Bioeconomy lisäarvon laajentaminen Arvo Volymi

Lisätiedot

Lujempaa kuin teräs puun ominaisuuspotentiaali ja ominaisuuksien muokkaaminen

Lujempaa kuin teräs puun ominaisuuspotentiaali ja ominaisuuksien muokkaaminen Lujempaa kuin teräs puun ominaisuuspotentiaali ja ominaisuuksien muokkaaminen Henrik Heräjärvi Metsäntutkimuslaitos Lieksan PUUAKATEMIA seminaari Puunkäytön laaja-alaistaminen 20.-21.5.2014, Lieksa Esityksen

Lisätiedot

Peltobiokaasu liikenteen biopolttoainevaihtoehtona. ja ravinnetaseiden kannalta. Hanna Tuomisto

Peltobiokaasu liikenteen biopolttoainevaihtoehtona. ja ravinnetaseiden kannalta. Hanna Tuomisto Peltobiokaasu liikenteen biopolttoainevaihtoehtona energia-, kasvihuonekaasu- ja ravinnetaseiden kannalta Hanna Tuomisto Pro gradu -tutkielma Helsingin yliopisto Soveltavan biologian laitos Agroekologia

Lisätiedot

BIOKAASUN MUODOSTUMINEN JA SEN HALLITTU KÄSITTELY KAATOPAIKOILLA. Petri Väisänen Jarkko Salmenoja

BIOKAASUN MUODOSTUMINEN JA SEN HALLITTU KÄSITTELY KAATOPAIKOILLA. Petri Väisänen Jarkko Salmenoja 1 BIOKAASUN MUODOSTUMINEN JA SEN HALLITTU KÄSITTELY KAATOPAIKOILLA Petri Väisänen Jarkko Salmenoja Kaatopaikkakaasun hallittu käsittely 1 SISÄLLYSLUETTELO 1 BIOKAASUN MUODOSTUMINEN KAATOPAIKOILLA...2 1.1

Lisätiedot

V T T T I E D O T T E I T A

V T T T I E D O T T E I T A 2 0 4 5 V T T T I E D O T T E I T A V T T T I E D O T T E I T A Eija Alakangas Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS ESPOO 2000 VTT TIEDOTTEITA MEDDELANDEN

Lisätiedot

Laadukkaan mittaamisen perusteet Toimittaneet: E. Hiltunen, L. Linko, S. Hemminki, M. Hägg, E. Järvenpää, P. Saarinen, S. Simonen, P.

Laadukkaan mittaamisen perusteet Toimittaneet: E. Hiltunen, L. Linko, S. Hemminki, M. Hägg, E. Järvenpää, P. Saarinen, S. Simonen, P. Julkaisu J4/2011 Laadukkaan mittaamisen perusteet Toimittaneet: E. Hiltunen, L. Linko, S. Hemminki, M. Hägg, E. Järvenpää, P. Saarinen, S. Simonen, P. Kärhä Espoo 2011 Julkaisu J4/2011 Laadukkaan mittaamisen

Lisätiedot

Kestävää kasvua biotaloudesta. Suomen biotalousstrategia

Kestävää kasvua biotaloudesta. Suomen biotalousstrategia Kestävää kasvua biotaloudesta Suomen biotalousstrategia SUOMEN BIOTALOUSSTRATEGIA Tiivistelmä Suomi on matkalla kohti vähähiilistä ja resurssitehokasta yhteiskuntaa ja kestävää taloutta. Tämän toteuttamisessa

Lisätiedot

Asiasanastosta ontologiaksi

Asiasanastosta ontologiaksi Asiasanastosta ontologiaksi Katri Seppälä Semanttisen laskennan tutkimusryhmä (SeCo), http://www.seco.tkk.fi/ Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, mediatekniikan laitos Sanastokeskus TSK, http://www.tsk.fi/

Lisätiedot

kemian harjoitustehtäviä kurssit1 5 ilari niemi

kemian harjoitustehtäviä kurssit1 5 ilari niemi e m ia1 kemian harjoitustehtäviä kurssit1 5 ilari niemi Turun kristillisen opiston oppimateriaaleja Kemia ja integroivat tehtävät: Ilari Niemi, 2014. Taitto ja kuvitus: Ulriikka Lipasti, Turun Etusivu

Lisätiedot

YHDYSKUNTAJÄTTEEN KÄSITTELYN JÄÄNNÖSJAKEIDEN KESTÄVÄ LOPPUSIJOITUS TULEVAISUUDEN KAATOPAIKOILLE

YHDYSKUNTAJÄTTEEN KÄSITTELYN JÄÄNNÖSJAKEIDEN KESTÄVÄ LOPPUSIJOITUS TULEVAISUUDEN KAATOPAIKOILLE TEKNILLINEN KORKEAKOULU Rakennus- ja ympäristötekniikan osasto Vesihuoltotekniikan laboratorio TOMMI KAARTINEN YHDYSKUNTAJÄTTEEN KÄSITTELYN JÄÄNNÖSJAKEIDEN KESTÄVÄ LOPPUSIJOITUS TULEVAISUUDEN KAATOPAIKOILLE

Lisätiedot

TEKNOLOGIAKESKUS Korpintie 8 Puh. 06 825 3255 info@ketek.fi KETEK OY 67100 Kokkola Fax 06 825 3300 www.ketek.fi

TEKNOLOGIAKESKUS Korpintie 8 Puh. 06 825 3255 info@ketek.fi KETEK OY 67100 Kokkola Fax 06 825 3300 www.ketek.fi !" # # TEKNOLOGIAKESKUS Korpintie 8 Puh. 06 825 3255 info@ketek.fi KETEK OY 67100 Kokkola Fax 06 825 3300 www.ketek.fi Tiivistelmä Ympäristöasiat ovat vaikuttaneet pakkausalan kehitykseen viimeiset 20

Lisätiedot

PILOT-MITTAKAAVAINEN SEKÄ KEMIALLINEN TUTKIMUS ERÄIDEN LISÄAINEIDEN KÄYTÖSTÄ PUUPELLETTITUOTANNOSSA

PILOT-MITTAKAAVAINEN SEKÄ KEMIALLINEN TUTKIMUS ERÄIDEN LISÄAINEIDEN KÄYTÖSTÄ PUUPELLETTITUOTANNOSSA PILOT-MITTAKAAVAINEN SEKÄ KEMIALLINEN TUTKIMUS ERÄIDEN LISÄAINEIDEN KÄYTÖSTÄ PUUPELLETTITUOTANNOSSA Matti Kuokkanen, a, * Teemu Vilppo, b Toivo Kuokkanen, a Tuomas Stoor, c ja Juha Koskela a Suomessa on

Lisätiedot

Puupolttoaineiden laatuohje

Puupolttoaineiden laatuohje Puupolttoaineiden laatuohje VTT-M-07608-13 Bioenergia ry Kaisaniemenkatu 4 A 00100 Helsinki www.bioenergia.fi Energiateollisuus ry Fredrikinkatu 51-53 B 00101 Helsinki www.energia.fi Metsäteollisuus ry

Lisätiedot

Käytöstä poistetun puun luokittelun soveltaminen käytäntöön VTT-M-01931-14

Käytöstä poistetun puun luokittelun soveltaminen käytäntöön VTT-M-01931-14 VTT-M-01931-14 l 10.10.2014 Käytöstä poistetun puun luokittelun soveltaminen käytäntöön VTT-M-01931-14 Energiateollisuus ry Fredrikinkatu 51-53 B 00101 Helsinki www.energia.fi Metsäteollisuus ry Snellmaninkatu

Lisätiedot

Teollisuusetanolit - yleistietoa etanolista - tuotetiedot

Teollisuusetanolit - yleistietoa etanolista - tuotetiedot Teollisuusetanolit - yleistietoa etanolista - tuotetiedot ETAX INDUSTOL TUOTTEET MUUT TUOTTEET NATURET Sisällys Tietoa etanolista 3 Etanolin teho 4 Denaturointi 6 Denaturointiaineet 7 Teknistä tietoa etanolista

Lisätiedot

Nykyisin suometsistämme hakataan vuosittain

Nykyisin suometsistämme hakataan vuosittain Metsätieteen aikakauskirja / Timo Penttilä, Hannu Hökkä ja Raija Laiho Harvennusten ekologiset perusteet ja tuotosvaikutukset ojitetuilla rämeillä e e m t a Tausta Nykyisin suometsistämme hakataan vuosittain

Lisätiedot

Berit Kurtén-Finnäs, Kemididaktiskt Resurscentrum, Åbo Akademi. Päivitetty: 19.11.07

Berit Kurtén-Finnäs, Kemididaktiskt Resurscentrum, Åbo Akademi. Päivitetty: 19.11.07 METSÄ VASTAA HARJOITUKSIA OPPIAINEITTAIN FYSIIKKA JA KEMIA Metsävastaan luontoon ja ympäristöön liittyvien kemiantehtävien laatija on FM Berit Kurtén-Finnäs, Kemididaktiskt Resurscentrum, Åbo Akademi,

Lisätiedot

Ruostumattoman teräksen peittaus ja passivointi

Ruostumattoman teräksen peittaus ja passivointi Ruostumattoman teräksen peittaus ja passivointi Materiaalit ja niiden käyttösovellukset - sarja, Julkaisu 4 Euro Inox Julkaisu Euro Inox on eurooppalainen ruostumattoman teräksen markkinointia edistävä

Lisätiedot

HOMEVAURIOITUNEEN RAKENNUSMATERIAALIN PUHDISTUSOHJE RAKENNEOSILLE, JOITA EI VOI POISTAA

HOMEVAURIOITUNEEN RAKENNUSMATERIAALIN PUHDISTUSOHJE RAKENNEOSILLE, JOITA EI VOI POISTAA HOMEVAURIOITUNEEN RAKENNUSMATERIAALIN PUHDISTUSOHJE RAKENNEOSILLE, JOITA EI VOI POISTAA Syyskuu 2013 Sisällys 1 Johdanto...3 2 Yleistä homevaurion korjaamisesta...4 3 Rakennusmateriaalien Yleiset puhdistusohjeet...5

Lisätiedot

2/2007 vol. 36. Tässä numerossa. PÄÄKIRJOITUS: Muutakin kuin kuumaa vettä... 3. EDITORIAL: Beyond hot water production... 4. Uutisia...

2/2007 vol. 36. Tässä numerossa. PÄÄKIRJOITUS: Muutakin kuin kuumaa vettä... 3. EDITORIAL: Beyond hot water production... 4. Uutisia... 2/2007 vol. 36 Tässä numerossa PÄÄKIRJOITUS: Muutakin kuin kuumaa vettä... 3 EDITORIAL: Beyond hot water production... 4 Uutisia... 5 Jorma K. Mietinen ydinasioista kuultuna... 6 Jyväskylän yliopiston

Lisätiedot

OY HEMPEL (FINLAND) AB

OY HEMPEL (FINLAND) AB Kiitos, kun valitsit Hempelin Tervetuloa lukemaan Hempelin veneenhoito-opasta. Näiden ohjeiden avulla maalausprojektisi onnistuu. Koko Hempel-valikoiman tietojen lisäksi oppaassa on yksityiskohtaiset ohjeet

Lisätiedot

EMRP EUROPEAN METROLOGY RESEARCH PROGRAMME

EMRP EUROPEAN METROLOGY RESEARCH PROGRAMME EMRP EUROPEAN METROLOGY RESEARCH PROGRAMME 05/2013 EMRP:n tarkoituksena on integroida eurooppalainen metrologian tutkimus yhteisten päämäärien toteuttamiseen. EMRP tarjoaa eurooppalaiset resurssit mittauksiin

Lisätiedot

Uudelleensijoittumisprosessi ja tulevien toimitilojen ominaisuuksien tavoitteet toimistokäyttäjän näkökulmasta

Uudelleensijoittumisprosessi ja tulevien toimitilojen ominaisuuksien tavoitteet toimistokäyttäjän näkökulmasta Uudelleensijoittumisprosessi ja tulevien toimitilojen ominaisuuksien tavoitteet toimistokäyttäjän näkökulmasta Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulun maankäyttötieteiden laitoksella tehty diplomityö

Lisätiedot

Ympäristöministeriö KOTIMAISTA POLTTOAINETTA KÄYTTÄVIEN 0,5 30 MW KATTILALAITOSTEN TEKNISET RATKAISUT SEKÄ PALAMISEN HALLINTA

Ympäristöministeriö KOTIMAISTA POLTTOAINETTA KÄYTTÄVIEN 0,5 30 MW KATTILALAITOSTEN TEKNISET RATKAISUT SEKÄ PALAMISEN HALLINTA Ympäristöministeriö KOTIMAISTA POLTTOAINETTA KÄYTTÄVIEN 0,5 30 MW KATTILALAITOSTEN TEKNISET RATKAISUT SEKÄ PALAMISEN HALLINTA 1 (50) Tiivistelmä Raportissa arvioidaan kiinteitä kotimaisia polttoaineita

Lisätiedot

Sokerilla on monta tehtävää

Sokerilla on monta tehtävää Sokerilla on monta tehtävää Erilaisten sokerituotteiden valikoima on nykyään laaja, ja sokeria voidaankin käyttää monissa eri elintarvikkeissa. Sokerilla on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka joko

Lisätiedot

ENERSIS. hanke.. Hannu Viitanen

ENERSIS. hanke.. Hannu Viitanen TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R-04235-13 Energiatehokas ja toimintavarma korjauskonsepti ENERSIS hanke.. Osahanke: kemiallinen käsittely korjausten yhteydessä Kirjoittajat: Hannu Viitanen Luottamuksellisuus: Julkinen

Lisätiedot

Pelastusopiston paloteatterin mittausjärjestelmän toimivuuden arviointi

Pelastusopiston paloteatterin mittausjärjestelmän toimivuuden arviointi TUTKIMUSRAPORTTI VTT-R-05960-14 Pelastusopiston paloteatterin mittausjärjestelmän toimivuuden arviointi Kirjoittaja: Tuula Hakkarainen Luottamuksellisuus: julkinen 2 (24) Alkusanat Tässä tutkimusraportissa

Lisätiedot

Lämpökaivo. Maalämmön hyödyntäminen pientaloissa. Janne Juvonen (toim.) Suomen ympäristökeskus YMPÄRISTÖOPAS 20 09

Lämpökaivo. Maalämmön hyödyntäminen pientaloissa. Janne Juvonen (toim.) Suomen ympäristökeskus YMPÄRISTÖOPAS 20 09 YMPÄRISTÖOPAS 20 09 Lämpökaivo Maalämmön hyödyntäminen pientaloissa Janne Juvonen (toim.) Suomen ympäristökeskus Y M PÄ R I S TÖ O PA S 2 0 0 9 Lämpökaivo Maalämmön hyödyntäminen pientaloissa Janne Juvonen

Lisätiedot