Oulun yliopisto CEMIS-Oulu Uutta teknologiaa, uusia osaajia ja innovaatioita Tekes, Markus Sommers Jarkko Räty, tutkimuspäällikkö, Oulun Yliopisto CEMIS-Oulu jarkko.raty@oulu.fi
Oulun yliopiston Mittaustekniikan tutkimusyksikkö CEMIS-Oulu 2012-55 asiantuntijan organisaatio Kajaanissa ja Sotkamossa - Yksikkö tuottaa ja tarjoaa kansainvälisesti korkeatasoista soveltavan tutkimuksen osaamista optisen spektroskopian, kuvantavien mittausten, analyyttisen kemian ja bioanalytiikan alalla - Keskeisimmät sovellusalueemme ovat kaivannaisala, ympäristömittaukset, hyvinvointisovellukset (liikunta ja terveys), mekaaninen puunjalostusteollisuus, elektroniikka-, massa- ja paperiteollisuus sekä elintarviketeollisuus
Mittaustekniikan tutkimusyksikkö CEMIS-Oulu TULOKSET Tutkimus ja kehitystoiminnan tavoitteet 2011 Toteuma 2011 2012 ENNUSTE 2012 (18.10.2012) Tutkimushenkilöstö 70 66 64 55 joista tohtoritutkinnon omaavia (%) 21% 23% 22% 21% Kokonaisrahoitus, M (seurantaindikaattori) 6,0 Kilpailtu julkinen kansallinen rahoitus, M 0,3 0,5 0,5 0,5 Kilpailut kansainvälinen tutkimusrahoitus, M 0,1 0,01 0,2 0,1 Yritysrahoitus, M 0,25 0,50 0,35 0,45 Omarahoitus, M (seurantaindikaattori) 0,63 Kansainvälinen tutkija- tai asiantuntijavaihto, htv 2,5 3,0 3 2,75 Yhteistyöyritykset ulkomailla 2 2 4 1 Referoidut tieteelliset julkaisut 7 18 9 10 Ammatti- ja konferenssijulkaisut 12 22 14 12 Koulutukselliset tavoitteet FM- ja DI-tutkintoihin liittyvät opinnäytetyöt 3 5 3 3 Tohtorintutkintoihin liittyvät opinnäytetyöt 1 2 1 0 Innovaatiotoiminnan tavoitteet Keksintöilmoitukset (seurantaindikaattori) 2 Kaupallisesti hyödynnetyt keksinnöt (kumul.) 1 1 1 1 Tutkimus- ja koulutushenkilöstön perustamat yritykset (kumul.) 0 1 1 1
Mittaustekniikan tutkimusyksikkö CEMIS-Oulu TULOKSET 2011 - PERUSTETUT YRITYKSET: - Lasse Rajakankaan yritys - KAUPALLISESTI HYÖDYNNETYT TEKNOLOGIAT: - Analyyttisen kemian ja bioanalytiikan ryhmän tutkimustuloksen lisensointi yritykselle - Yritys jättää patenttihakemuksen 11/2012 - OPINNÄYTETYÖT: - Juha Kalliokoski, Tekniikan alan väitös, Oulu, "Models of filtration curve as a part of pulp drainage analyzers" - Kalle Kuivalainen, Fysiikan alan väitös, Joensuu, "Glossmeters for the measurement of gloss from flat and curved objects" - Sami Torvinen, DI-työ "Konenäkövalaisimen optiikan toteutus" - Aili Heikkinen 06/2011, Elintarvikebiotekniikan muuntokoulutus - Hilkka Tuominiemi 08/2011, Elintarvikebiotekniikan muuntokoulutus - Helena Kämäräinen 08/2011, Elintarvikebiotekniikan muuntokoulutus - Ulla Pahtamaa 12/2011, Elintarvikebiotekniikan muuntokoulutus
PALi PALVELULIIKETOIMINNAN KEHITTÄMINEN - Cemis-Oulu sai Kainuun ELY keskukselta rahoituksen 2010 palvelututkimuksen ja innovaatiokyvykkyyden kehittämiseen - Tutkimus-, tuotekehitys- ja innovaatiopalvelut
PALi PALVELULIIKETOIMINNAN KEHITTÄMINEN
PALi - Tuloksia - Bakteerien profilointi DNA:n avulla - Kenttäkäyttöinen nesteiden optinen online-mittalaite - Antioksidatiivisuusmenetelmän optimointi elintarvikkeille - Resveratrolin analyysi punaviinistä ja puolukasta - Ammoniumin ja metallien CE analyysi haastavista näytematriiseista - Mittalaite barrier-määrityksiin - Käytetään mm. pakkausmateriaalien testauksessa. Mittalaite nähtävillä esittelytilassa - Tuottaa reaaliaikaista kuvainformaatiota nesteen läpäisystä.
PALi - Case esimerkki - Bakteerien profilointi DNA:n avulla - Sovellutukset: teollisuusprosessien kontrollointi ja hallinta, sairauksien diagnostiikka, elintarvikkeiden tutkimus 1) NÄYTTEEN ESIKÄSITTELY (KONSENTROINTI) 2) DNA:n eristys 3) PCR (2 leimaa) + Restriktio Finnzymes Phusion Bacterial Profiling Kit 4) PCR tuotteen puhdistus 5) PCR tuotteen kuivaus (lähetys) 6) CE-analyysi (Biocenter, Oulu) 7) Tulosten käsittely, bakteerien tunnistus Peak Scanner
PALi Case Esimerkki - Kenttäkäyttöinen nesteiden optinen online-mittalaite - Sovellutukset: teollisuusprosessien kontrollointi ja hallinta mittaustulosten perusteella - Laitteen tärkeimmät ominaisuudet: - Läpäisyn mittaus (Absorptio, transmittanssi) - Sironnan mittaus - Taustan/referenssin mittaus - Optinen näytematka 20 mm - Optisten pintojen puhdistus - Web-pohjainen mittaustietojen seuranta - Mittalaite nähtävillä esittelytilassa
LIIKE - Case esimerkki CEMIS kehittämisohjelma Kortisolin mittaus - Biosensoreiden kehittäminen liikunta- ja hyvinvointi sovellutuksiin. - Luotettava ja toistettava menetelmä kortisolin mittaukseen sylkinäytteestä - Sylki tarjoaa verestä tehtäviin mittauksiin verrattuna helpon ja kivuttomamman vaihtoehdon näytteenottoon - Laaja testausjakso kolmella testiryhmällä LIIKE-hankeessa
LIIKE - Case esimerkki CEMIS kehittämisohjelma Holografinen disdrometri - Hydrometeorien (vesipisara, lumihiutale) muodon ja hienorakenteen analysointi - Leikekuvaus, jossa kuvat muodostetaan tietokonelaskennalla - Teknologian sovellusalue laaja virtausmittauksista aina Present Weather sensoreihin
TUNES - Case esimerkki CEMIS kehittämisohjelma Työpaketti 3- Suotautin - Työpaketissa kehitettiin laitteisto paperimassojen suotautuvuuden tutkimiseen laboratorioympäristössä. - Laitteistolla mitattu erilaisia paperimassoja mm. sakeutta ja suodoskäyriä. - Kiintoaineen ja veden erottaminen tärkeä prosessi mm. metsä- ja kaivannaisteollisuudessa. Tehostamalla veden erottamista kiintoaineesta saadaan kustannussäästöjä. - Laitteiston etuina muunneltavuus -> mahdollista käyttää eri teollisuuden alojen prosessien tutkimiseen pienillä muutoksilla, kuten esimerkiksi kaivoslietteiden mittaamiseen.
Model (g/l) TUNES - Case esimerkki CEMIS kehittämisohjelma Työpaketti 2: Hiilihydraattien mittaaminen - Työpaketissa kehitettiin optisia menetelmiä sokereiden määrittämiseen - Sokereiden mittaus antaa tärkeää tietoa mm. tulevista biojalostamoprosesseista 1) Polarisaatio Fotometriin rakennettu yksinkertainen ORD set-up * Soveltuu suhteellisen yksinkertaisille ja läpinäkyville näytteille 2) Optinen monimittaus Voidaan käyttää esim. taitekerroin- ja läpäisymittausta. Näyte voi olla kemiallisesti ja fysikaalisesti kompleksinen. * ORD = optical rotatory dispersion Polarisaatiotason kiertymä a aallonpituuden funktiona 20 10 0 0 10 20 Lab (g/l) Optiseen monimittaukseen perustuva malli vs. koivu-uutto näytteiden todellinen sokeripitoisuus.
TUNES - Case esimerkki CEMIS kehittämisohjelma OPTINEN MITTAUSJÄRJESTELMÄ PROSESSIEN MONITOROINTIIN - Reaaliaikainen laitteisto prosessinesteiden ominaisuuksien ja prosessin tilan seurantaan. On-line mittaus nestemäisille näytteille. - 1-5 erilaista optista mittausta - Fluoresenssi - Heijastus (taitekerroin) - Läpäisy - Sironta - Mahdollisuus lisätä mittauspaikkoja - Mittalaite nähtävillä esittelytilassa
TUNES - Case esimerkki CEMIS kehittämisohjelma Työpaketti 2: Teollisuuden ympäristömittaukset - Työpaketissa kehitettiin nopeita ja luotettavia mittausratkaisuja teollisuuden ympäristömittaus tarpeisiin. - Hankkeessa on kehitetty menetelmää ja laitteistoa mitata pieniä metallipitoisuuksia kaivannaisteollisuuden vesistä - Testi-laitteisto valmistunut - Johtanut uuteen kaupallistamishankkeeseen - Mittalaite nähtävillä esittelytilassa
MEAN Elohopeavapaa automaattinen online metallianalysaattori - Luoda edellytyksiä online-metallimittauslaitteen ympärille kehitettävän liiketoiminnan syntymiselle. - Kaupallistamiseen tähtäävien toimenpiteiden vievät tutkimusideaa kohti asetettua päämäärää eli kaupallista tuotetta - Sovellusalat: kaivannaisteollisuus, ympäristömittaukset, kemianteollisuus paperi- ja selluteollisuus - Kaksivuotinen hanke alkaa 2013 ja budjetti 600 000 euroa - Rahoittaja TEKES (kansallisesti kilpailtu rahoitus) Tekes, Heli Huhtala
TEKES TUTLI-hanke - RAIKU Raekoon reaaliaikainen ja kustannustehokas hallinta louhinnasta tuotteeksi uusia menetelmiä ja liiketoimintaratkaisu kiviainestuotannon optimointiin.
RACE Rapid and Cost-Effective methods for Detection of Environmentally Harmful Compounds from Waste Waters - Tavoitteena on kehittää jatkuvatoimisia mittauslaitteistoja vesien seurantaan. Menetelmät pohjautuvat biosensoriteknologiaan ja suorien optisten menetelmien käyttöön. Innovatiivisten menetelmien hyöty perustuu niiden nopeuteen, spesifisyyteen sekä mittausten ja laitteistojen kustannustehokkuuteen. Sovellusalat:, kemianteollisuus, paperi- ja selluteollisuus, kaivannaisteollisuus - Hankkeen koordinaattori on Oulun yliopiston CEMIS-OULU ja tutkimusta tehdään yksikön molemmissa laboratorioissa Kajaanissa ja Sotkamossa. Lisäksi hankkeessa ovat mukana Itä-Suomen yliopisto ja Suomen ympäristökeskus sekä useita yrityskumppaneita - Kustannusarvio on 630 000 euroa. Rahoittaja TEKES (kansallisesti kilpailtu rahoitus) VESI-ohjelma
NICK Novel methods for online monitoring environmentally critical substances (primarily nickel) in process and waste water streams - Hankkeen tavoitteena on kehittää uusia on-line/on-site menetelmiä ja laitteita pienten nikkelipitoisuuksien seurantaan kaivannaisteollisuudessa. Hanke tehdään yritysten ja tutkimuslaitosten yhteistyönä (Oulun Yliopisto, Tampereen teknillinen yliopisto, VTT ja MIKES) - Kaksivuotinen hanke 2012-2013 - Rahoittaja TEKES (kansallisesti kilpailtu rahoitus) Green mining-ohjelma ja budjetti 530 000 euroa - Mukana useita yrityksiä
Tilaustutkimus: Valssinauhan kaarevuuden mittaus - Kamera tuottaa hehkuvasta teräsnauhasta videokuvaa, josta tietokone laskee kaarevuuden - Maailmanlaajuisesti uniikki mittausjärjestelmä toteutettiin tilaustutkimuksena - Järjestelmä oli täydessä tuotantokäytössä 6 kk kuluttua hankkeen käynnistymisestä
Mineraaliagglomeraatin rakenne - Sovellettiin µct-kuvausta mineraalipartikkeleiden liimautumisrakenteen tutkimiseen - Agglomeraattipalleron rakenne vaikuttaa merkittävästi prosessin toimintaan - Tomografinen kuvaus tuottaa tarkat leikekuvat palleron koko tilavuudesta - Menetelmä soveltuu myös tuotannon aikana tapahtuvaan at-line -monitorointiin
Ajankohtaista OCEAN: On-line Sensing of Critical Elements for Advanced Mining - Projektissa kehitetään uutta mittaustekniikkaa kriittisten metallien jatkuva-aikaiseen monitorointiin kaivannaisteollisuuden prosesseista. Tekes, Anton Kalland - Kaksivuotinen hanke 2013-2014 TEKES Green Mining haku (lokakuu 2012) - Projekti vastaa suomalaisen ja kansainvälisen kaivannaisteollisuuden sekä globaalien prosessiteknologiaa toimittavien yritysten tarpeisiin kehittää uusia teknisiä ratkaisuja uraanin, sinkin, lyijyn, hopean, elohopean ja litiumin monitorointiin. Tekes, Matias Uusikylä - Yrityksillä vielä mahdollisuuksia tulla kumppaniksi hankkeeseen. Lisätietoja Jarkko Räty tai Toni Laurila MIKES
Kansainvälisyys - Kv-konferenssit (esimerkkejä) : - XXVII International conference on Polyphenols 2012, Firenze - XII International conference of flow analysis 2012, Thessaloniki - 10th Workshop on (Bio)sensors and Bioanalytical microtechniques in environmental and clinical analysis, June 19 th 22nd, 2011, Weimar, Germany. - The 8th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing, Moscow, Russia, August 21-25th. - International Instrumentation and measurement technology conference, 10.-12.5.2011, Kiina Hangzhou. - The 9th Spring Meeting of the International Society of Electrochemistry, May 8-11, 2011, Turku, Finland - 2nd International Conference on Bio-Sensing Technology, 10-12 October 2011, Amsterdam, The Netherlands - Fifth International Workshop on Biosensors for Food Safety and Environmental Monitoring. October 06-08, 2011, Ouarzazate, Morocco - PALS 2011, 18-20.2011, Pietari, Venäjä - Tutkijavaihto - Kv-hankkeiden ja verkostojen rakentaminen
KIITOS! jarkko.raty@oulu.fi