Uudet funktionaaliset ligniinit Uusiutuva kemianteollisuus Sivu (1/34) Luonnonkuitukomposiittien ja ligniinin teollinen hyödyntäminen



Samankaltaiset tiedostot
Ligniini luonnonkuitukomposiittien luontaisena matriisina

Luonnonkomposiittien tutkimus

Luonnonkuidusta lujitteeksi. Kumi-instituutin ja TTY:n Luomaprojektin kevätseminaari Päivi Lehtiniemi,TTY

Biotalouden uudet tuotteet

Metsäbiojalostamot. Energia-lehti 7/2006: "Biojalostamo pelastaa" "Kaasutuksessa muhii miljardibisnes" Metsätehon seminaari Helsinki, 17.3.

Materiaaliryhmien taksonomia

Rakennesuunnittelu. Materiaali. Kudotut rakenteet. Komposiitit ALM. Functionally graded. Vaahdot

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

Puun uudet käyttömuodot Vastuullinen metsien käyttö kasvavia odotuksia ja uusia mahdollisuuksia Pia Nilsson, UPM

Maailma tarvitsee Metsää

Sahojen merkitys metsäteollisuudelle

KUIDUN UUDET MUODOT. Luonnonkuidut ja kierrätys lujitemuoviteollisuudessa

UPM ForMi - selluloosa biokomposiitit ja käytännön sovellukset. Stefan Fors, UPM

Metsähyvinvoinnin kehitysohjelman ajankohtaistapahtuma Biotalous tehdään yhteistyöllä. Sixten Sunabacka Työ- ja elinkeinoministeriö

LIGNIINI yleisesti käytettyjä termejä

Bioenergian kestävä tuotanto ja käyttö maailmanlaajuisesti - Muu biomassa ja globaali potentiaali Sokos Hotel Vantaa Martti Flyktman

Uusiutuvien ja kestävien raakaaineiden

LUONNON MATERIAALIT MUOVEISSA

Suomen metsäbiotalouden tulevaisuus

UPM NÄKÖKULMA METSÄTEOLLISUUDEN TULEVAISUUTEEN. Toimitusjohtaja Jussi Pesonen UPM

Onko puuta runsaasti käyttävä biojalostamo mahdollinen Suomessa?

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu

Biomassasta aktiivihiileksi - biohiilen aktivointimenetelmistä ja sovelluksista

Tie biotalouteen - VTT kehittää uusia elinkeinoelämän biotalousinnovaatioita. Lehdistötilaisuus Kristiina Kruus, tutkimusprofessori VTT

METSÄTEOLLISUUDEN UUDET TUOTTEET

Voiko teknologia hillitä ilmastonmuutosta? Climbus-päättöseminaari Jorma Eloranta Toimitusjohtaja, Metso-konserni

Uutta Liiketoimintaa Biomassasta. Ari Kotilainen Stora Enso oyj, Biorefinery METO ITÄ SUOMEN METSÄPÄIVÄ - JOENSUU

Puun (metsäbiomassan) käyttö nyt ja tulevaisuudessa

Jätteillä energiatehokkaaksi kunnaksi - luovia ratkaisuja ilmastonmuutoksen

Näkymiä puunkäyttöön ja investointeihin

Metsästä tuotteeksi. Kestävän kehityksen arviointi. Helena Wessman KCL

Matkalle puhtaampaan maailmaan. Jaakko Nousiainen, UPM Biopolttoaineet Puhdas liikenne Etelä-Karjalassa

Tulevaisuuden mahdollisuudet paperiteollisuudessa. PMA Pentti Ilmasti

TOISEN SUKUPOLVEN BIOPOLTTONESTEET

Puun kaskadikäyttö Suomessa. Energia 2016 messut Tampere Kati Koponen, VTT

METSÄTEOLLISUUS - INNOVAATIOT MENESTYKSEN MOOTTORINA. Biotalous innostaa innovaatioihin Hämeenlinna, Alina Ruonala-Lindgren

Teema 1: Globaali todellisuus. 1. Maailman metsävarat ja niiden käyttö 2. Metsäteollisuus maailmalla ja Suomessa

Tulevaisuus tulee kylään: metsällisiä kiertotalousajatuksia. Eeva Hellström Lapin metsätalouspäivät

PUUN OSTAJIEN NÄKEMYS. Puuta lisää metsistä -seminaari Tomi Salo, metsäjohtaja

Biotuoteteollisuuden uudet tuotteet ja biojalostamo osana teollisuuspuistoa

Metsäteollisuus ja energia. Energia

Ilmiö 7-9 Kemia OPS 2016

Biotalous osana kiertotalouden tiekarttaa Mari Pantsar, Sitra. Kansallinen biotalouspaneeli

Tulevaisuus ei ole ennallaan - missä metsäteollisuuden uudet menestystrendit?

Puun kuitujen hyödyntäminen

Uusia tuotteita tutkimuksen ja kehityksen kautta. Päättäjien metsäakatemia Majvik Niklas von Weymarn Ohjelmapäällikkö, Metsäklusteri Oy

Metsäteollisuuden sivuvirrat Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet

SUOMALAIS-VENÄLÄINEN PÄÄTTÄJIEN METSÄFOORUMI GLOBAALIT KILPAILUKYVYN EDELLYTYKSET MUUTOKSESSA

Puunjalostuksen näkymät Suomessa

Biomassan jalostus uudet liiketoimintamahdollisuudet ja kestävyys

Metsä Groupin biotuotetehdas

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen?

Materiaaliryhmien taksonomia

Konkretiaa puuhun perustuvilla ratkaisuilla PÄÄTTÄJIEN 43. METSÄAKATEMIA EVELIINA POKELA

Hirsitaloteollisuus r.y.

Biohiilen merkitys kasvualustassa tulossa Maanhoitoremontti

TEKNOLOGIASELVITYS. Ligniini teollisessa valmistuksessa ja sen kaupalliset mahdollisuudet. Juri Volama. Julkaisu 3 /

Muovikomposiittien tulevaisuudennäkymiä

CROSS CLUSTER 2030 Metsä- ja energiateollisuuden Skenaariot Jaakko Jokinen, Pöyry Management Consulting Oy

Uusi teollinen biotekniikka ja biotalous. Prof. Merja Penttilä VTT

UPM BIOPOLTTOAINEET Puupohjaisisten biopolttoaineiden edelläkävijä

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

Pelletöinti ja pelletin uudet raaka-aineet Valtimo

Kokemuksia T&K-hankkeiden tulosten hyödyntämisessä. Heidi Fagerholm EVP, R&D and Technology, Kemira

Metsäteollisuus. Nyt. Anne Brunila Innovaatioseminaari

Metsäbiotalouden näkymät Euroopassa

Metsäbiojalostamoinvestointien kannattavuus eri politiikkavaihtoehdoissa: Alustavia tuloksia

Lieriöekstruuderi: Uusi mahdollisuus hankalille materiaaleille ja kiertotaloudelle: Lehdistötilaisuus VTT, Tampere

BIOMASSAN ESIKÄSITTELYN MERKITYS BIOMASSA ARVOKETJUSSA. Jana Holm

Öljyhuippu- ja bioenergiailta Yhdyskuntien ja teollisuuden sivuainevirtojen ja biomassan hyödyntäminen sähköksi ja lämmöksi

Kiertotalous on tulevaisuutta - mitä se tarkoittaa laboratorioille? Tero Eklin, laboratorionjohtaja SYKE Finntesting ry syysseminaari,

Komposiittien tutkimustoiminta ja tuotekehityspalvelut Suomessa. Rasmus Pinomaa, Muoviteollisuus ry Lujitemuovipäivät

Puun monipuolinen jalostus on ratkaisu ympäristökysymyksiin

Biomolekyylit ja biomeerit

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa

METSÄN UUDET MAHDOLLISUUDET UPM BIOFORE YHTIÖ. ProSuomi-projektin päätösseminari , Juuso Konttinen

Biopolttoaineiden ympäristövaikutuksista. Kaisa Manninen, Suomen ympäristökeskus Uusiutuvan energian ajankohtaispäivät

Kiertotaloustoimet erilaisissa arvoketjuissa I Ilkka Hippinen, Motiva Oy

Metsäklusterin tutkimus v

Liikennepolttoaineet nyt ja tulevaisuudessa

KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT

Suomi kehittyneiden biopolttoaineiden kärjessä UPM Lappeenrannan biojalostamo. Ilmansuojelupäivät Stefan Sundman UPM Sidosryhmäsuhteet

Puuhiilen tuotanto Suomessa mahdollisuudet ja haasteet

Wood Valley Suomen puulaakso. Aki Saarinen

Uusia mahdollisuuksia suuren ja pienen yhteistyöstä

TEXJÄTE-hanke kartoittaa tekstiilien hyödyntämisen mahdollisuuksia. Helena Dahlbo Suomen ympäristökeskus, SYKE

BIOTALOUDEN MAHDOLLISUUKSIA. Saara Kankaanrinta

Korjausliike kestävään talouteen. Yhden jäte toisen raaka-aine Eeva Lammi, ympäristöhuollon asiantuntija, Lassila & Tikanoja. 1Lassila & Tikanoja Oyj

Biohiilen tuotanto ja käyttö, edellytykset ja mahdollisuudet Suomessa

ENERGIAN JA KÄYTTÖAINEIDEN KULUTUKSEN SEKÄ PÄÄSTÖJEN LASKENTAMENETELMÄ Projektiryhmä

Metsä Group Jyväskylän hankintapiiri Esityksen nimi

Metsä Groupin liikevaihto vuonna 2014 oli 5,0 miljardia euroa, ja se työllistää henkilöä. Konsernilla on toimintaa noin 30 maassa.

ANNE RUUPUNEN LUONNONMATERIAALISEOSTETTUJEN KESTOMUOVIEN REO- LOGISET OMINAISUUDET. Diplomityö

Lahden kaupungin metsien hiililaskennat

Biojalostuksen mahdollisuudet Kainuussa

Puutuoteteollisuuden Tulevaisuus. Hannu Kasurinen

Biodieselin (RME) pientuotanto

Kaukokuljetustilasto 2005

Kehittämishankkeet Circwaste ja UIR

Transkriptio:

CMS-BP By Toyota Sivu (1/34) Luonnonkuitukomposiittien ja ligniinin teollinen hyödyntäminen 2 KETEK y, Teknokeskiviikko Kari Kolppo Scandinavian Colloids y Tel. +358-40-520 3139 Email kari.kolppo@taloverkot.fi TTY 4.11.2010 Sivu (2/34) Special Car from Lignophenols-Cellulosic Fibers TYTA AUT BDY C.,LTD. Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 1/17

Ligniini, luonnon hiilihydraattikuitujen luontainen matriisimateriaali 3 Taustaa ja ~sisältö: Liika riippuvuus öljystä energiapula Kerskakulutus, biohajoavuus materiaalipula Hiilen materiaalikierron rikkoutuminen Kasvihuoneilmiö Tarve uusiutuvien funktionaalisten luonnonmateriaalien hyödyntämiseen Puun ja ligniinin kestävä täsmäkäyttö ja kierrätys Hiilihydraattien hyödyntäminen jo osataan - uudet kehitystarpeet? Ligniini on hiilihydraattien jälkeen toiseksi yleisin luonnonpolymeeri (>10 11 tonnia, kasvu 10 10 tonnia/a) Ligniini on luonnonkuitujen luontainen suoja-, matriisi- ja liima-aine Puupohjainen kemianteollisuus Sivu (3/34) Kaasukehä Ilmakehä Suuri konsentraatio Earth Kasvien ilmaantuminen Kaasumuoto Kiertävä hiili Matala konsentraatio Kiinteä muoto Sitoutunut hiili Hiili Öljy Fotosynteesi sitoo kaasumaista hiiltä Sivu (4/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 2/17

Nykyhetki Sitoutuneen hiilen nopea vapautuminen C 2 Laaja biomassaa hyödyntävä teollisuus Paluu menneen ajan ilmastoon Häiriytynyt ekobalanssi Korkea C 2 konsentraatio Sitoutuneen hiilen nopea vapautuminen C 2 Valtavan laaja kemianteollisuus Käänteinen hiilen virtaus Hiili Öljy Sitoutuneen hiilen kuluminen / loppuminen Maan aineenvaihdunnan häiriytyminen Sivu (5/34) Puun potentiaalienergiatasot Kestävä materiaalivirta Nanotekniikka Potentiaalienergia 育 成 Faasi II Phase II 保 全 Faasi II plus Phase II 複 合 系 Luonnonsuojelu ylläpito Puun käyttö Faasi III Öljyn potentiaalienergiataso Lyhytaikainen Hiilihydraatit Aika Sivu (6/34) Pitkäaikainen Ligniini Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 3/17

Luonnon uusiutuvan raaka-aineen, Puun kestävä käyttö 7 Puun käyttö sellaisenaan Puun ominaisuuksien ja vaihtelun tehostettu hyödyntäminen Jalostus ja molekyylibiologia Puun ohjaus oikeaan käyttökohteeseen RFID (www.indisputablekey.com) Parannetut puutuotteet Puun fysikaalinen ja kemiallinen muokkaus puukomposiitit Uudet puupohjaiset materiaalit ja tuotteet Parannetut molekyylit, rakenteet ja tuotteet Raaka-aineena ruoho, puu, puujäte, sanomalehtipaperi, Ligniinin teollinen hyödyntäminen Funktionaaliset lujitemateriaalit Ko Sivu (7/34) Luonnonkuitujen Matriisimuovit Polyolefiinit; PP, PE Poolittomia Suuri pintaenergia Huono tartunta Vaatii adheesionedistäjän Polyamidi, PVC Biohajoavat Kompostoituvat muovit (Polylaktidi) Kertamuovit; Epoksi, polyesteri, fenolimuovi Ligniini? Kasvikuitujen luontainen matriisimateriaali Sivu (8/34) 29.3.2008 Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 4/17

Sulasekoitus Dispersio = kuitujen jakaantuminen Adheesio = tartunta kuidun ja matriisin välillä - Hydrofiilisyys vs. hydrofobisuus Viskositeetti vaikuttaa kostutukseen Helposti virtaava matriisimateriaali - 3-ulotteisuus vs. lineaarisuus Sekoitusparametrit vaikuttavat dispersioon Laitteisto Ruuvin geometria Liian suuri lämpötila aiheuttaa luonnonkuidun palamisen Sivu (9/34) 29.3.2008 Adheesio Kahden erilaisen aineen välisten vetovoimien yhteisvaikutus Rajapinnan tulee mahdollistaa kuormituksen siirto matriisista kuidulle kuitujen kostuminen luja sidos kuidun ja matriisin välillä Polyolefiinit poolittomia ja hydrofobisia, luonnonkuidut polaarisia ja hydrofiilisiä huono adheesio Tarve käyttää kytkentäaineita ja pinnoitteita Sivu (10/34) 29.3.2008 Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 5/17

Kytkentäaineet Kemikaali, joka mahdollistaa kemiallisen sidoksen kuidun ja matriisin välille Yleisimmin käytettyjä: Maleiinihappo anhydridimodifioitu polypropeeni (MAPP), maleiinihapon anhydridi (MA tai MAH) Silaanit Ligniini Toiminta ilman kytkentäaineita? Rakenteen monimutkaisuus tehnyt teollisen käytön vaikeaksi (puu, teollinen ligniini) Prosessoituva ligniini? Rakenteen yksinkertaistaminen Reaktiivisuuden säilyttäminen Sivu (11/34) Kiesel, H., Richer, E.,Licomont AR 504: Adhesion promoter and Compatibilizer, Clariantin tuote-esite, 2003, 27 s. Erilaiset ligniinit - luonnonligniini 12 Erilaiset ligniinit Luonnonligniini Puun reaktiivinen komponentti Havupuu-, lehtipuu-, ja ruoholigniini Monimutkainen 3D rakenne eristäminen ja hyödyntäminen vaikeaa Käyttö sellaisenaan, osana luonnonmateriaalia tai luonnonkuitukomposiittia (Puu, kasvit) Ligniinin eristys- ja analyysimenetelmiä Klason ligniini -määrä, Björkman ligniini (MWL) rakenne, myös monia muita eristysmenetelmiä lähinnä rakenteen analysointia varten Alkaline Nitrobenzene xidation, Nucleus Exchange Reaction Funaoka prosessi Sivu (12/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 6/17

Havupuun Ligniini ja monolignolit eli ligniinin esiasteet Ligniinin esiasteiden biosynteesi www.genome.jp/kegg/pathway/map/map00940.html Ligniini-instituutti www.lignin.org LI M A K ari K ol pp o Lignin precursors or monolignols 16 Phenylpropane units (SW lignin) (Adler 1977) Sivu (13/34) 13 9.6.2000 Erilaiset ligniinit - teolliset ligniinit 14 Teollinen ligniini Helposti saatavilla, mutta rakenne ja reaktiivisuus sellunkeiton pilaamaa Sulfiitti (Si) ligniini» Sisältää sulfonihapporyhmän eli hydrofiilisyyttä ja reaktiivisuutta» Käyttö 0,5-1 miljoonaa tn per vuosi (Borregaard Lignotech) Sulfaatti (Sa) ligniini» Stabiili ja kondensoitunut fenolinen polymeeri» Teollinen kemiallinen hyödyntäminen polymeerinä olematonta» Hyödyntäminen edellyttää reaktiivisuuden rakentamista uudelleen Technaro (www.tecnaro.de) palkittu Arboform-keinopuumateriaalin tuottaja LigniVal projekti eri ligniinien rakenteen uudelleenaktivoimiseksi Experimentis y (www.eksperimentti.fi) teollisen ligniinin valmistus ja analysointi Sivu (14/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 7/17

Sulfiittiligniinin (lignosulfonaattien) hyödyntäminen Dispergointiaineena Akut Betoni Keramiikka / tiilet ja levyt Väriaineet Kipsilevyt Nahkan parkitus Öljynporaus Pigmentit, kimrööki Kasviensuojelu Proteiinien erotus Vesien käsittely ja puhdistus Lignosulfonaatti Sivu (15/34) Sideaineena Briketointi Keramiikka / tiilet ja levyt Pölynsidonta Paperi ja kartonki Lastulevyt Rehun pelletointi Maanparannus 15 BioRefine Lignin Valorisation, LigniVal Tarja Tamminen, VTT Kristiina Poppius-Levlin, KCL Markku Leskelä, HY Stefan Willför, ÅA Kari Kolppo, TTY Alan Fernyhough, Scion Lucian Lucia, NCSU NC STATE UNIVERSITY BioRefine Uudet biomassatuotteet 2007-2012 DM xxxxxx 01-2008 Copyright Tekes Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 8/17

BioRefin e Tavoitteet Projektin tavoitteena on kehittää menetelmiä, joilla voidaan muokata ligniiniä ja muita aromaattisia prosessien sivuvirtakomponentteja materiaaleiksi, jotka soveltuvat komposiitteihin, päällysteiden sideaineisiin ja suojakerroksiin. Projektin partnerit - VTT, HY, ÅA, TTY, Scion, NCSU (VTT/yliopisto -konsortio) - KCL Projektin rahoittajat - VTT/yliopisto -konsortio: Stora Enso yj, Roal y, y Metsä Botnia Ab, Metso Power, VTT, Tekes - KCL: Metsäliitto Group, Myllykoski yj, Stora Enso yj, UPM-Kymmene yj, Tekes Projektin kokonaisrahoitus Projektin perustiedot - VTT/yliopisto -konsortio: 1 035 k, josta Tekesin osuus 800 k - KCL: 365 k, josta Tekesin osuus 255 k Projektin kesto 1.10.2008 30.09.2011 Projektin yleiskuva BioRefin e WP5 WP4 WP3 WP2 Yksivuotiset kasvit Pehmitys / yhteensovitus Entsymaattinen / kemiallinen muokkaus ja polymerointi VTT organosolv Catx Funaoka ligniini Suojakerrosmateriaalit Päällystesideaineet Lignaanit Komposiitit Kestävän kehityksen arviointi WP1 Puut Sulfaattiligniini Aktivointi Hapettunut / hajonnut ligniini WP6 Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 9/17

BioRefin e Työpakettien kuvaus WP1: Sulfaattiligniinin esikäsittely Sulfaattiligniinien valmistus ja karakterointi sekä niiden muokkaus soveltuvaksi entsymaattiseen ja kemialliseen jatkokäsittelyyn. WP2: Rikittömien raaka-aineiden valmistus ja karakterointi Erityyppisten hyvin karakteroitujen rikittömien ligniinien ja lignaanien valmistus ja eristys valituista lähtömateriaaleista WP3: Entsymaattinen ja kemiallinen muokkaus ja polymerointi Ligniinin ja pienimolekyylisten aromaattien polymerointi sellaisenaan tai yhdistelminä, tavoitteena muokata niiden lämpömuokkautuvuutta tai aikaansaada kovettuminen tuotesovelluksissa. ksastusreaktioita tutkitaan esikäsittelynä kemialliselle polymeroinnille. WP4: Pehmitys, yhteensovitus ja reologiset ominaisuudet Alkuperäisten ja muokattujen ligniinien soveltuvuuden arviointi suunniteltuihin tavoitesovelluksiin, perustuen niiden reologisiin ominaisuuksiin, mukaanlukien tarvittavat pehmitys- ja yhteensovituskäsittelyt. WP5: Sovellukset Ligniinipohjaisten materiaalien soveltuvuuden arviointi tavoitesovelluksiin: komposiitteihin, päällystesideaineisiin ja suojakerrosmateriaaleihin. WP6: Kestävän kehityksen arviointi Ehdotettujen uusien ligniinimateriaalien arviointi kestävän kehityksen kannalta. Erilaiset ligniinit - Funaoka ligniinit 20 Funaoka ligniinin eristäminen Ligniinin rakenteen yksinkertaistaminen Ligniinin reaktiivisuuden säilytys / rakentaminen käyttöön sopivaksi Luonnonkomposiittien valmistus jopa ilman kytkentäaineita Funaokaligniinin valmistus Suomessa? Pilot mittainen näytteiden valmistus hyödyntämiskokeita varten» KETEK, TTY, VTT, Miktech, JY, LTY» Sellunvalmistus - Äänekoski, Rauma, Lappeenranta, Valkeakoski» Scandinavian Colloids y, SciTech Services - Experimentis y Sivu (20/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 10/17

Lignofenolin eristys ja luonnonkuitukomposiittien valmistus laboratoriossa (1987 - -Kari, Mie yliopisto 2007 21 Hieman puujauhoa Solvatointi + happo + KVA sekoitus Puhdistuksia Metal plate Metal wire Lignophenol-Fiber Composites Lignophenol Puhdas lignophenoli, joka liukenee helposti (asetoni, etanoli) Sivu (21/34) Separation Composites Phase-separation system (1/2) Professor Funaoka, Mie University, JAPAN 1 st Stage Solvation 2 nd Stage Aqueous layer (acid) 3rd Control Separation For carbohydrates Hydrolysis and dissolution For Lignin Cleavage of benzyl ethers Phenol grafting Sivu (22/34) 5/19/2011 Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 11/17

H3C H3C H2 H H2 C H3C H2 3 H3C HH2C 3 H2 3 3 H2 H2 H3C H2 H3C C H3C 3 H2 C H3C H2 H2 H H2 H 3 H3C 3 H2 C 3 3 3 2 H HH2C 3 3 H2 3 3 H3C HH2C C H2 3 2 H3C 3 H3C H2C 3 H3C 2 3 H2 3 2H 2H C 3 3 Uudet funktionaaliset ligniinit Phase-separation system Professor Funaoka, Mie University, JAPAN Sivu (23/34) 23 Polymer Type Network type Phase-separation system (2/2) Professor Funaoka, Mie University, JAPAN Native Lignin Building Unit R H Functionality: Reactivity controllable Structure controllable Molecular weight controllable Linear type * Hybridization Polymer type: Linear-type Unit: 1,1-Bis(aryl)propane Interunit linkage: Alkyl-aryl ether Molecular weight (Mw): Softwood type 3000-8000 Hardwood type 2000-5000 Solid-liquid transformation: Softwood type 170 Hardwood type 130 Activity: Phenolic (latent) Sivu (24/34) Lignophenol (H) 3 H n 1,1-Bis(aryl)propane type polymer 5/19/2011 Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 12/17

25 Sivu (25/34) Pulps Woody Composite preparation Professor Funaoka, Mie University, JAPAN Disintegration Forming Metal plate Metal wire Lignophenol Lignophenol-Fiber Composites Composites Separation Sivu (26/34) 5/19/2011 Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 13/17

Kolmas tuotantolaitos jo toiminnassa, viides rakenteilla Malesiaan, kuudes Suomeen? 27 1. Pilotti (2001 - - Mie yliopisto, Japani - 30 kg per kuukausi 3. Tuotantolaitos?? - Toyotan oma tuotanto - Tuotantokapasiteetti?? - Kemikaalit ja komposiitit Autojen valmistus Autoja tehdään jo!! 2. Pilotti (2003 2007) Kitakyoshu, Japani - 2000 kg per kuukausi 5. Tuotantolaitos (2010- Malesia + Tehdas jo rakenteilla + Tuotantokapasiteetti?? + Palmuöljyn tuotanto Biopolttoaine Jätteen hyödyntäminen 6. Euroopan tuotantolaitos Suomi?? + Hyvä puuosaaminen + Raaka-aineen saatavuus + Tarve näytteille + Japani Suomi yhteistyö - Suomi EI kiinnostunut?? Sivu (27/34) 4. Pilotti (2007 - Jatkuva prosessi, Kioto, Japani + Malli näytteiden valmistukseen (Suomi)? 7. Tuotantolaitos - USA - Kanada + Hyvä puuosaaminen + Raaka-aineen saatavuus + Isot kotimarkkinat + Mielenkiinto ja tarve uusiin innovaatioihin Ligniinin tuotanto Suomessa 28 Teollinen ligniini SA-ligniiniä helposti saatavilla selluteollisuuden kautta Vertailuhintana energiahinta, joka sidottu öljyn hintaan?! Stabiilisuus ja reagoimattomuus Sellutehtaan kannattavuuden parantaminen Haitallisen ligniinin poisto keittoliemistä --> laatu, tuotanto, ympäristö Stabiili matriisin osa luonnonkuitukomposiitteihin Funaoka ligniini Pilottimitan tuotantolaitos Suomeen näytteiden valmistus? SC: Akateeminen tutkimus ligniinin teollisen hyödyntämisen mahdollistamiseksi (TTY, KETEK, Miktech, HY, TKK, LTY ) Selluteollisuuden toiminnan ja kannattavuuden parantaminen Uudet markkinat (tuotteet ja tuotantoalat) Sellu ligniinipolymeerin lujitteena, SA-ligniini osana matriisia Koko puun hyödyntäminen Sivu (28/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 14/17

Puupohjainen kemianteollisuus - raaka-aineeksi sopii myös muut uusiutuvat luonnonmateriaalit (esim. Ruoho) 29 Puupohjainen kemianteollisuus kierrätykseen perustuva uusi tuotantoketju Öljy on luonnonmateriaalien hajoamistuote - 90 % petrokemian tuotteista voidaan tehdä puun kautta Hiilihydraatit Alifaattiset komponentit/raaka-aineet Ligniini Aromaattiset komponentit/raaka-aineet Molekyylien ja rakenteiden täsmärakentaminen molelyylitasolla ajateltuihin sovelluksiin sopiviksi (nanotekniikka) Ligniini (ja myös luonnonkuidut) kierrättävät hiiltä pidempään kiinteässä muodossa Kestävän kehityksen mukaiset materiaalit ja tuotteet Tuotantoketju, joka vaikutuksiltaan ympäristöön lähestyy luonnon puuta Hiilen materiaalikierron normalisoituminen Sivu (29/34) YHTEENVET 30 Tavoitteena uusiutuviin materiaaleihin pohjautuva tuotantoketju, jonka valmistamilla molekyyleillä, materiaaleilla ja tuotteilla korvataan öljyä ja öljypohjaisia tuotteita aina kun se on mahdollista Metsä ja puu on laaja orgaanisten uusiutuvien kemikaalien lähde Mitä pidempään ligniiniä (=hiiltä kiinteässä muodossa) kierrätämme, sitä luontaisempaa tai puumaisempaa toimintamme on Uusiutuviin luonnonmateriaaleihin pohjautuva tuotantoketju Koko puun hyödyntäminen Puun komponenttien luontaisenkaltainen kierrätys Sivu (30/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 15/17

Uusiutuvia materiaaleja hyödyntävä kestävä tuotanto 31 Metsänhoito Puuteollisuus Faasierottelu Edistyksellinen puutuote-teollisuus Potentiaali Potentiaali Kemianteollisuus ~Yksisuuntainen kierto Sivu (31/34) 32 Ekosysteemi Pitkäaikainen kierto 1. Taso: Puutuoteteollisuus Faasi-erottelu Siirtymävaihe Ligniini Hemiselluloosa Selluloosa 2. Taso: Puuhun perustuva kemianteollisuus Sivu (32/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 16/17

Hiilen kaasu-kiinteä -tasapainon palautus Kiertävä hiili 21 Century 33 Puutuoteteollisuus Biomassaa hyödyntävä teollisuus Excess Ei liikaa C Epäsäännöllinen Heterogeeninen Monitoiminen Terve ekosysteemi Puupohjainen kemianteollisuus Nanotekniikka Hiili Kemianteollisuus Öljy Sitoutunut hiili Säännöllinen Homogeeninen Vain yksi toiminto Kemianteollisuus Sivu (33/34) Suomessa valmistetut uusiutuviin luonnonvaroihin pohjautuvat sähköautot? CMS-BP By Toyota Sivu (34/34) Scandinavian Colloids Y Kari Kolppo Email kari.kolppo@taloverkot.fi Sivu 17/17