Puukuitutuotteet ja biojalostamo johdanto aiheeseen

Puukuitutuotteet ja biojalostamo johdanto aiheeseen Wood: Fiber products and biorefinery CHEM-C2110 Materiaalitekniikan teolliset prosessit Luento 09.05.2016 TkT Eero Hiltunen

Sisältö Metsäteollisuuden (nykyinen) merkitys suomessa Biojalostamon idea ja mahdollisuudet Yleiskuvaus sellutehtaasta Mekaanisen massanvalmistuksen idea (Lyhyt) kuvaus paperin ja kartongin rakenteesta Visioita uusista tuotteista 12.5.2016 Eero Hiltunen 2

Top paper and board producer countries (absolute volumes) China 0 20 40 60 80 100 120 USA Japan Germany Sweden top 10 paper and board producer countries 2012 China USA Production, million tonnes 103 74 % share of global production 26 % 19 % % change 3 % -1 % South Korea Canada Finland Brazil Indonesia 2011 2012 Million Tonnes 9.10.2013 SOURCE: RISI 3

Biggest forest industry companies globally 0 5 10 15 20 25 International Paper* Procter & Gamble Kimberly-Clark SCA Stora Enso Oji Paper Turnover, Bn. EUR 2014 %change International Paper* 17,8-18,9 % Procter & Gamble 15,4 19,0 % Kimberly-Clark 14,8-6,8 % SCA 11,4 11,2 % Stora Enso 10,2-3,1 % Top 5 Total 69,7-4,4 % %change from previous year UPM-Kymmene Smurfit Kappa Group Nippon Paper Group 2014 2013 International Paper* 2014 Spin-off of Xpedx business, and divestment of Temple-Inland Building Products Amcor Billion Euros SOURCE: Pöyry 25.2.2015

Relative magnitude of the forest industry in Finland compared to some other countries Value ( ) of forest industry exports per capita and its share of total exports Finland 0 500 1 000 1 500 2 000 EUR Sweden Canada Austria Norway Germany France USA Forest industry exports / total exports Finland 20% Sweden 12% Austria 7% Canada 6% Germany 3% France 2% USA 2% Norway 1% 7.4.2011 SOURCE: Finnish Forest Industries Federation; Statistics Finland

Forest industry in Finnish manufacturing 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Share of manufacturing employment, % a Wood products industry* 9,6 9,8 9,1 9,1 8,9 Pulp and paper industry 6,3 6,1 5,7 5,9 5,8 Total forest industry* 15,9 15,8 14,8 15,0 14,7 Share of manufacturing output,% b Wood products industry* 6,2 5,9 6,0 5,9 6,5 Pulp and paper industry 13,0 12,1 11,6 12,1 12,4 Total forest industry* 19,2 18,0 17,6 18,0 18,9 Share of exports, % c Wood products industry* 4,1 4,0 4,0 4,4 4,6 4,8 Pulp and paper industry 16,4 15,8 15,5 15,8 15,6 16,9 Total forest industry* 20,5 19,8 19,4 20,2 20,2 21,6 a Statistics Finland: Employment as in Annual National Accounts:published July 2015 X b Statistics Finland: manufacturing output for 2014 final figures published in December 2015 c National Board of Customs: based on CN classification * including furniture manufacturing 30.3.2016 Slightly increasing proportion of exports in recent years

Forest industry production plants in Finland 12.11.2013 SOURCE: Finnish Forest Industries Federation; *FFIF members' sawmills, **Member companies of the Association of Finnish Joinery and Furniture Industries

Export markets for Finnish forest industry products Latin America 3% EU-28 Euro countries 38% EU-28 Noneuro EU countries 20% Exports, billion euro 11,3 Biggest export markets: Germany 16,0 % UK 9,4 % Russia 5,4 % USA 5,4 % China 5,3 % North America 6% Oceania 1% Africa 5% Asia 16% Other Europe 10% 27.2.2015 SOURCE: Finnish Customs

Forest Industry in Finland in 2014 Great majority of paper and board exported Product group Production 1000 t/m 3 Export 1000 t/m 3 Share of exports, % of production Number of production plants a Paper, tonnes 7 450 7 000 94 % 22 Paperboard, tonnes 2 950 2 800 95 % 13 Chemical pulp 7 000 2 800 40 % 14 Sawn wood c, m 3 10 900 7 500 69 % 130 b Plywood c, m 3 1 160 1 010 87 % 8 a production plants in operation during the year b industrial sawmills, estimate c estimate Majority of chemical pulp converted into paper or board inside Finland 19.3.2015 SOURCE: Finnish Forest Industries Federation, Finnish Customs

Forest industries production volumes since 1960 16 Milion 14 12 10 8 Paper & Board Chemical pulp Sawn Softwood Production 2015 Paper & Board 1000 t 10 300 Chemical Pulp 1000 t 7 150 Sawn softwood* 1000 m 3 10 600 Change from prev. year Paper & Board -0,9 % Chemical Pulp 1,7 % Sawn softwood -2,7 % * estimate 6 4 2 Eero: Trend 2016-17->: Pulp production will increase (new Äänekoski mill) 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 SOURCE: Finnish Forest Industries Federation 4.2.2016 Paper: slight decrease Board: slight increase

Paper and paperboard production in Finland 16 14 12 10 8 Million tonnes Paperboard Other papers Printing & writing papers* Production, million tonnes 2015 change from previous yr Printing and writing* 5,9-2,8 % Other paper 1,3-2,0 % Paperboard 3,1 3,6 % Total 10,3-0,9 % *incl. Newsprint 6 4 2 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Eero: Trend in 2016->: Board production increases while Printing paper production decreases further (e.g. two paper machines under conversion to board machines) 4.2.2016

Paper consumption per capita in the world Population, million persons Average paper consumption 57 kg/capita in 2010 North America 347 235 Other Europe 691 135 Africa 1028 8 Russia 139 47 Asia 3862 43 Latin America 597 45 Oceania 34 141 20.9.2011 SOURCE: RISI Annual Review (figures for paper and board)

Paper and board consumption by world regions 450 Million tonnes 400 350 300 250 200 150 Africa Lat. America Oceania N. America Europe Asia 2013 Mill Tonnes %Change Asia 188-1 % Europe 91-2 % N. America 77 0 % Oceania 4-4 % Lat. America 26 0 % Africa 7-3 % Total 393-1 % *% change from previous year 100 50 0 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 27.8.2014 SOURCE: FAO 13

Forecasted increase in global paper and board consumption until 2030 12.5.2016 Source: Jaakko Pöyry co. 14

Forecasted increase in global markets of various paper & board grades until 2030 Suomessa paljon painopapereiden valmistusta ongelma! 12.5.2016 Source: Jaakko Pöyry co. 15

Pohdinta Riittääkö puuta biojalostamoille? * maailmassa * suomessa 12.5.2016 Eero Hiltunen 16

Maailman metsävarat (2010) Puuston kokonaistilavuus ~530 miljardia m 3 (kuorineen) Pohjois- ja Keski- Amerikka 86 mrd. m 3 Venäjä Eurooppa 33 mrd. m 3 82 mrd. m 3 Afrikka Aasia ja Oseania 77 mrd. m 3 75 mrd. m 3 Etelä-Amerikka 177 mrd. m 3 Vuosina 2000 2010 maailman metsäpinta-ala väheni nettomääräisesti 5 miljoonaa hehtaaria vuodessa MUTTA mm. Euroopassa metsäpinta-ala kasvaa. 17 Metla, Metsätilastollinen vuosikirja 2011, http://www.metla.fi/metinfo/tilasto/julkaisut/vsk/2011/vsk11_13.pdf

Wood raw material for chemical forest industry Decrease in area of rain forests > no connection to chemical forest industry * Destruction mainly due to farming, firewood, roads etc. Industry applies large volumes of carefully selected wood species: * Over 90% of raw material wood rest annual plants * Natural forests of Northern hemisphere * Tropical plantation forests ** E.g. Brazil coastal regions, Uruguay etc. Availability of wood for pulp production: * Plenty of wood in the markets in relation to demand ** North-America, Northern+Central Europe ** No engineering limit in sight for growth of plantations forests in South-America *** Political problems are possible Limiting factor for production volumes are markets not raw material! 12.5.2016 Eero Hiltunen 18

The growth of Finnish forests is over 100 mill. m 3 per year Forest balance in Finland 1960-2013 120 100 Mill. m 3 Annual increment Total drain Industrial roundwood 80 60 40 20 0 1960 62 64 66 68 1970 72 74 76 78 1980 82 84 86 88 1990 92 94 96 98 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 9.2.2015 SOURCE: Luke New Äänekoski mill increases wood demand by 4 Million m 3 /a -> plenty of wood in Finland (but costs might be a problem) 19

Pohdinta Mistä sitä lisäpuuta Suomeen oikein tulee? Vinkkejä: * uusia metsäalueita ei oteta talouskäyttöön * kasvihuoneilmiö selittää (vain) pienen osan 12.5.2016 Eero Hiltunen 20

PUUN KÄYTTÖ SUOMESSA

Sustainability of biorefineries, pulp mills + paper&board production v Renewable raw material o Large global reserves + large potential to increase growth v (Largely) recyclable end products o Over 50% of global paper+board raw material is currently recycled fibres v Biodegradable end products v Combustible end products 12.5.2016 Eero Hiltunen 22

Nykyajan sampo(?) - biotuoteteollisuus SELLU- JA PAPERITEOLLISUUS KUIDUTUS Prosessitähteet PAPERIN TUOTANTO Kierrätys Nykyiset tuotteet Kuluttajan tuottamat jätteet BIOJALOSTAMO- Metsäperusteiset raaka-aineet PROSESSIT Kuidut Kemikaalit Sähkö Lämpö Kiinteät polttoaineet Nestemäiset polttoaineet Muovit ja komposiitit KEMIAN TEOLLISUUS ENERGIA/ POLTTOAINE- TEOLLISUUS METSÄ- TEOLLISUU S Kasvikuitupohjaiset raaka-aineet Maatalouden tähteet Hakkuutähteet Prosessitähteet KÄSITTELY KASVIKUITUIHIN PERUSTUVA TEOLLISUUS Nykyiset tuotteet Kuluttajan tuottamat jätteet Tulevaisuuden visio useita erityyppisiä tuotteita tuottava kokonaisuus mm. logistiset edut

(Metsä)Biojalostamon yleinen kaavio (IFBR) Kestävän kehityksen mukaista biomassan jalostusta; Biotalous Jätteenkäsittely kaasupäästöt jätevedet kiinteä jäte Platformit Hemiselluloosat Selluloosa J A Tuotteet Tuotteet Biomassa Biomassa Biomassa Esikäsittely esim. kuorinta, haketus, lajittelu Fraktiointi imeytys esihydrolyysi, esiuutto keitto L O S T Tuotteet Tuotteet KR 2014 Talteenotto kemikaalien talteenotto, regenerointi ja kierrätys Ligniini Uuteaineet Platformit U Tuotteet S 24 Tulevaisuuden visio

Consumption of solid wood fuels by Wood fuels 25 % heat and power plants Other 3 % Oil 23 % Smallscale combustio n of wood 19 % Peat 4 % 24.2.2015 Hydro and wind power 4 % Net imports of electricity 4 % SOURCE: Statistics Finland 381 TWh 94 TWh Nuclear energy 18 % Natural gas 8 % Coal 11 % Other forest industry by- and waste products 40 % Black liquor and other liquors 41 % The new bio-product mill in Äänekoski will increase the share of renewable energy in Finland by approx. 2 percentage points

Pohdinta Mikä on biojalostamon suurin haaste? 12.5.2016 Eero Hiltunen 26

Puun kemiallinen koostumus Puukuitujen soluseinät koostuvat lähinnä sellulosasta, ligniinistä ja hemiselluloosista Selluloosa muodostaa kuitujen vahvan rungon, jota ympäröivät ligniini ja hemiselluloosat Ligniini liimaa kuidut toisiinsa Puun koostumus vaihtelee puulajista riippuen (lehtipuut vs. havupuut) erityisesti hemiselluloosissa eroja < 5 % 25-30 % 25-30 % 40 % Uuteaineet & suolat Ligniini Hemiselluloosat Selluloosa < 5 % 20-30 % 20-25 % 45-50 % Mänty Eukalyptus KR 2014, EH 2015 27

Massanvalmistus- eli kuidutustavat KnowPulp 5.0, 2006 CHEM-A1100, KR 2014 28

Massanvalmistus globaalisti (2011) 100 80 60 Valkaistu sulfaattimassa Mekaaninen massa Valkaistu sulfiittimassa 40 20 0 Koko maailman tuotanto (miljoonaa tonnia) Suomen tuotanto (miljoonaa tonnia) Viennin arvo, koko maailma (miljardia USD) Viennin arvo, Suomi (miljardia USD) Suurin osa massanvalmistuksesta tapahtuu kemiallisella sulfaattimenetelmällä KR 2014, EH 2015 FAOStat, http://faostat.fao.org/site/626/desktopdefault.aspx?pageid=626#ancor 29

Kraft pulp mill Sulfate chemical pulp mill

Sulfaattisellun valmistus Alkalinen eli emäksinen kemiallisen massan valmistusprosessi Tavoitteet ligniinin hajottaminen ja liuottaminen kemikaalien ja lämmön avulla polysakkaridien säilyttäminen Lopputulos ~50 % puusta liukenee saanto vain ~50 % kuituja toisaalta potentiaalia kemikaalien tuotannolle puun kuidut irtoavat toisistaan puusta liuenneesta materiaalista tuotetaan energiaa luja ja taipuisa kuitu, jonka valkaisu on kallista, mutta jolla on sitten korkea vaaleus ja hyvä vaaleuden pysyvyys (vrt. toimisto ja kirjapaperi) KnowPulp 10.0, 2011 KR 2014, EH 2015 31

Sulfaattisellutehtaan prosessivaiheet Kuitulinja Talteenottokierto Jätteenkäsittely KnowPulp 5.0, 2006 KR 2014 32

Sulfaattisellutehdas Metsä-Fibren sellutehdas Joutsenossa (tuotanto 650 000 t valkaistua sellua vuodessa - Äänekosken uusi tehdas 2017-1,3 Mt) KnowPulp 10.0, 2011 KR 2014, EH 2015 33

Mekaaninen massa - Hioke (GW) valmistetaan kuorituista puunrungoista Grinding Tavoite: kuidutus mekaanisen energian veden ja lämmön avulla Puu lämpenee kitkan vuoksi Puumateriaalin liukeneminen vähäistä korkea saanto: 94-98 % Huom! Rajoittaa biojalostamopotentiaalia Korkea ligniinipitoisuus (jäykkiä) jäykät kuidut Kuidut katkeavat lyhyempiä kuin sellukuidut paljon hienoainetta Melko korkea vaaleus, mutta se laskee ajan myötä (vrt. sanomalehtipaperi) Source: KnowPap KR 2014, EH 2015 34

Mekaaninen massa - Kuumahierre (TMP) valmistetaan hakkeesta Hakepalojen kuidutus hiertämällä Höyrytetty hake painetaan pyörivää levyä vasten, levyissä teriä Korkea saanto puusta: 94-98 % Jäykät kuidut (korkea ligniinipitoisuus) Korkeammat lämpötilat kuin GWprosessissa ehjemmät kuidut, vähemmän hienoainetta, korkea vaaleus Suuri energiankulutus Source: Mechanical Pulping, Fapet 1999 35

Kuumahierteen (TMP) valmistus KnowPulp 10.0, 2011 CHEM-A1100, KR 2014 36

Hiokkeen (GW) valmistus KnowPulp 10.0, 2011 CHEM-A1100, KR 2014 37

Sulfaattiprosessi Puunkäsittely (Tuotteet: hake, kuori, kiinteä jäte, jätevesi) Kivoja videoita KnowPulpissa (http://know.aalto.fi) - Toimii vain Aallon ip-avaruudessa Otaniemessä(?) Kuitulinja (Tuotteet: sellukuitu, mustalipeä, jätevesi) Talteenotto (Tuotteet: energia, valkolipeä, mäntyöljy, tärpätti, kiinteä jäte, kaasumaiset päästöt) Kuivatus ja jälkikäsittely (Tuotteet: selluarkit & -paalit, vesihöyry) Suomessa sellutehtaat yleensä ns. integroituja tehtaita, joista massa siirtyy suoraan paperikoneelle, jolloin kuivatusta ei välttämättä tarvita Jäteveden puhdistus (Tuotteet: puhdistettu vesi, bioliete) CHEM-A1100, KR 2014 38

Sulfaattiprosessi: kuitulinja Monia prosessivaiheita, joissa käsitellään useimmiten puumassaa (so. toisistaan erotettuja puukuituja) sellun keitto eli fraktiointi pesu ja lajittelu happidelignifiointi valkaisu Kuitulinjalla tavoitteena on tuottaa sellumassaa, jolla on korkea vaaleus (=valkoista), korkea hiilihydraattipitoisuus, korkea puhtaus ja hyvä kuidun lujuus suurin osa ligniinistä poistuu keitossa puun reagoidessa OH - ja HS - -ioneiden kanssa happidelignifioinnissa ja valkaisussa mm. O 2, ClO 2 ja H 2 O 2 reagoivat kuituun jääneen ligniinin kanssa hiilihydraattien säilyttäminen on vaikeaa: häviöiltä ei voida koskaan välttyä, varsinkaan keiton aikana CHEM-A1100, KR 2014 39

Sulfaattikeitto Yhdellä kuitulinjalla aina joko eräkeitto tai vuokeitto (l. jatkuva keitto), ei koskaan molempia! Hake KnowPulp, 2008 Ruskea massa Eräkeitto Vuokeitto Valkolipeä Mustalipeä CHEM-A1100, KR 2014 40

Sulfaattikeiton periaatteet Voimakkaasti alkalinen keittomenetelmä (NaOH & Na 2 S) Keiton saanto on n. 50 %, eli toisin sanoen suunnilleen puolet puusta reagoi ja liukenee keittoliuokseen Havumassan saanto on n. 47 % ja se sisältää keiton jälkeen n. 5 p-% ligniiniä (kappalukuna ilmaistuna ~25-30) Merkittävä määrä hemiselluloosia liukenee myös Korkea lämpötila (150-170 C), ph ~14 Tuote: sellukuitususpensio heikkomustalipeässä Heikkomustalipeä: liuos, jossa reagoineita keittokemikaaleja sekä liuennutta ligniiniä ja hemiselluloosia ja näiden reaktiotuotteita (liuenneen kuiva-aineen pitoisuus 15-17 %) CHEM-A1100, KR 2014 41

Kemikaalien talteenotto ja energiaprosessit KnowPulp, 2008 CHEM-A1100, KR 2014 42

Sulfaattitehtaan talteenottoprosessit Haihdutus Tavoite: Mustalipeän kuiva-ainepitoisuuden nostaminen 15 % 80 % Soodakattila Tavoite: Mustalipeän poltto ja kemikaalien talteenotto energiantuotanto (höyry ja sähkö) viherlipeän valmistus Kaustisointi ja meesan poltto Tavoite: Valkolipeän valmistus Valkolipeä kierrätetään takaisin keittoon (keittokemikaalien kierrätystä) CHEM-A1100, KR 2014 43

Taseet KnowPulp 10.0, http://know.aalto.fi/pulp

Muutama sana prosessien energiataseista Sellutehdas tuottaa enemmän energiaa kuin se kuluttaa prosesseissaan Mustalipeän poltosta saadaan höyryä ja sähköä, joka voidaan hyödyntää muissa prosesseissa tai myydä ulos Äänekosken uusi tehdas -> 2,5% koko Suomen sähköntuotannosta Mekaanisen massan valmistus on energiaintensiivinen prosessi Kuumahierteen (TMP) kuidutusprosessi kuluttaa ~1,9-3,5 MWh/BDt Hiokkeelle vastaavat luvut: ~1,2-2,5 MWh/BDt Kuluttaa yhteensä n. 20% Suomen sähkönkulutuksesta o Suomessa ainakin toistaiseksi - paljon painopapereiden valmistusta KR 2014, EH 2015 45

Teollinen symbioosi Esimerkki 1 q Ainevirrat PUU SELLUTEHDAS PAPERITEHDAS PUUNKÄSITTELY ARKITTAMO HIOMO PAPERI CHEM-A1100, KR 2014 46

Teollinen symbioosi Esimerkki 2 q Energiavirrat PUUSTA LIUKENEE N. 50% VESIHÖYRY PUU PUUNKÄSITTELY PUU JA KUORIJÄTE PUUN JA KUOREN POLTTO SÄHKÖ- JA LÄMPÖENERGIA SÄHKÖ- JA LÄMPÖENERGIA SELLUTEHDAS MUSTALIPEÄN POLTTO SÄHKÖ- JA LÄMPÖENERGIA HIOMO SÄHKÖ- JA LÄMPÖENERGIA PAPERITEHDAS ARKITTAMO PAPERI CHEM-A1100, KR 2014 47

Teollinen symbioosi Esimerkki 3 q Vesien käyttö ja jätevesien käsittely PUUNKÄSITTELY JÄTEVESI MAKEA VESI PUU LÄMMINVESI HÖYRY Mekaanisesti puhdistettu vesi SELLUTEHDAS Kemiallisesti puhdistettu vesi Laihamustalipeä Sekundääri lauhde MUSTALIPEÄN HAIHDUTUS VEDENVAIHTO VESIHÖYRY PAPERITEHDAS VEDENVAIHTO ARKITTAMO Kemiallisesti puhdistettu vesi AKTIIVILIETELAITOS JÄTEVESI VESISTÖÖN HIOMO JÄTEVESI PAPERI CHEM-A1100, KR 2014 48

Mäntysellu Paperikuidut Mekaaninen massa (kuvassa kuusesta) Lehtipuusellu Puukuitujen dimensiot: pituus ~1-3mm leveys ~20-40µm Syksy 2010 EHi 49

päällystämätön paperi

Mitä paperi/kartonki on (1/3)? Paperi on keinotekoinen rakenne Raaka-aine on muokatut luonnonkuidut Kuidut muokkautuneet mekaanisesti ja kemiallisesti Ohut tasomainen kuituverkosto Kuidut erotettu kasvirakenteesta ( kuidutus ) Yleensä puu (länsimaissa lähes 100%:ia) Yleensä sellunvalmistus, myös mekaanisen massan valmistus (harvoin muu tapa) Kuituverkosto valmistetaan paperi- tai kartonkikoneella laimeassa vesisulpussa olevista kuiduista Paperin rakenne ja käyttäytyminen eroaa merkittävästi puusta MUTTA myös paljon samankaltaisuutta mm. kosteusvuorovaikutus Puu-0.2020 Natural Fiber Products Eero Hiltunen 2013 Lisää tietoa: know.aalto.fi -> KnowPaP

Mitä paperi on (2/3)? Paperi (tai kartonki) on ohut, tasomainen tuote Kondensaattoripaperin paksuus ~5 m, sanomalehtipaperin ~50 m, kopiop. ~100 m, kartonki 200-500 m Paperin rungon ( luurangon ) muodostaa kuituverkosto Miljoonia kuituja grammassa materiaalia Yksi A4-arkki kopiopaperia sisältää miljoonia kuituja Täyteaineet ja muut lisäaineet apuaineita Lujuus syntyy kuitu-kuitu sidoksista Ei ole homogeeninen materiaali kuten taasen ovat esim. metallit ja muovit (vaan on kuituverkosto jossa huokosia yms.) Puu-0.2020 Natural Fiber Products Eero Hiltunen 2013

Inter-fiber bonding in paper Covalent bond hydrogen bond van der Waals forces 0.1 nm 0.17 nm 0.3-0.5 nm O H Bonding energy: 150-500 kj/mol 8-32 kj/mol 2-8 kj/mol O Final bonds formed during drying Department of Forest Products Technology Autumn 2013 Eero Hiltunen

Mitä paperi on (3/3)? Satoja/tuhansia erilaisia käyttötarkoituksia Raaka-aine(et) valitaan lopputuotteet ominaisuuksien mukaan (esim. puulaji, kuidutusmenetelmä, josko käytetään mineraalisia täyteaineita, päällystystä yms.) Esim. tuotteen väri -> ruskea kartonki voidaan tehdä valkaisemattomasta sellusta tai siistaamattomasta keräyskuidusta Kuituverkoston rakenne muokataan valmistusvaiheessa loppukäytön mukaan (esim. tiheys, sileys) Nenäliinapaperi vs. kopiopaperi vs. voipaperi -> suunnilleen sama kuituraaka-aine -> ero valmistustavassa (mm. paperin tiheys) Usein komposiitti kahdesta tai useammasta komponentista Esim. lehti+havupuusellu, tai sellu+mekaaninen massa, tai kuidut+täyteaineet Puu-0.2020 Natural Fiber Products Eero Hiltunen 2013

yksi lommahtanut kuitu (poikkileike) kuitujen poikkileikkeitä

Kestävä kehitys muuttaa kulutusta Puusta tulevaisuuden tuotteita Älykkäitä pakkauksia Älykkäitä, reagoivia puurakenteita Reagoivia papereita ja pakkauksia Puusta kolesteroli- ja syöpälääkettä Nanoteknologialla vedenkestävää ultraohutta paperia Biopolttoaineita Koivusta xylitolia

Ei välttämättä mitään kytköstä sellutehtaaseen voi toki ollakin From: Energy Visions 2030 for Finland

Tuotteet Selluloosapohjaiset, esimerkkejä Sellukuidusta voidaan valmistaa monia paperi- ja kartonkituotteita Nanoselluloosa on uusi tuote, jolla on mielenkiintoisia ominaisuuksia Selluloosaesterit ja eetterit, esim. karboksimetyyliselluloosa (CMC) ja selluloosaasetaatti Tekstiilikuituja, kuten viskoosia, voidaan valmistaa sellukuidusta KnowPulp (2008) Lenzing Puu-0.4110 Innventia F. Kesselring, FKuR Willich http://commons.wikimedia.org/wiki/file:nano http://commons.wikimedia.org/wiki/file:bottle_ma 58 cellulose.jpg?uselang=fi CHEM-A1100, KR 2014 de_from_cellulose_acetate_biograde.jpg 58

Tuotteet Hemiselluloosapohjaiset, esimerkkejä Lusheeta http://commons.wikimedia.org/wiki/file:chewi ng_gum_stick.jpg Ksylaanista, lehtipuiden yleisimmästä hemiselluloosasta, voidaan valmistaa ksylitolia Hammasystävällinen makeutusaine Happamissa olosuhteissa ksylaani hajoaa furfuraaliksi Furfuraali on tärkeä kemianteollisuuden lähtöaine Kemiallisesti modifioitu ksylaani-polymeeri muodostaa kalvoja Hemiselluloosat voidaan hydrolysoida ja fermentoida esim. bioetanoliksi Taloudellisesti kannattavia sovellutuksia niukasti KR 2014, EH 2015 59

Tuotteet Ligniinipohjaiset, esimerkkejä P. Tomani, The LignoBoost process, NWBC 2009, p. 187 Tavallisesti ligniinistä tuotetaan energiaa polttamalla se soodakattilassa Voidaan erottaa mustalipeästä ja polttaa muualla Ligniinin kaasutus kaasuseos nestemäiset polttoaineet (Fischer- Tropsch -synteesi) Kemikaaleja ligniinistä Lignosulfonaatti (sulfiittiligniini) Vanilliini (Borregaardin kaupallinen tuote) Fenoliset yhdisteet (synteettiset hartsit) Ligniini komposiiteissa Hiilikuitu ja -nanoputket Ligniinin sekoittaminen luonnonkuituihin (eim. ARBOFORM ) Schwarzm http://commons.wikimedia.org/wiki/file:kohlenst offnanoroehre_animation.gif?uselang=fi http://www.tecnaro.de/index.htm?section=we CHEM-A1100, KR 2014 (Arboform) 60 http://www.smartvanillin.com/home.html (Vanillin)

Tuotteet Uuteainepohjaiset, esimerkkejä Mäntyöljy (CTO) erotetaan havupuun mustalipeästä talteenottokierrossa saanto ~35 kg ilmakuivaa sellutonnia kohti Mäntyöljy fraktioidaan tislaamalla Mäntyöljyjae Määrä Yhdisteet Käyttö Tislattu mäntyöljy (DTO) <10% Helposti haihtuvat yhdisteet Mäntyöljyn rasvahapot (TOFA) 50-58% Esim. öljy- & linolihappo Teollisuusöljyt Maalit, saippuat, musteet, teollisuusöljyt Mäntyöljyhartsi (TOR) 38-46% Esim. hartsihappo Maalit, liimat, saippuat, musteet Mäntyöljypiki (TOP) 10-18% Esim. sterolit Lääkeaineet, biopolttoaineet UPM:n uusi mäntyöljypohjainen biodiesel-tehdas biojalostamo - Lappeenrannassa KR 2014, EH 2015 61