Uusiutuvien ja kestävien raakaaineiden kokonaisvaltainen hyötykäyttö TkT Risto Korpinen Luonnonvarakeskus Uudet liiketoimintamahdollisuudet Uudet tuotteet, palvelut ja teknologia Biokomponenttien erotus ja biotuotteet
Metsäteollisuuden raakapuun käyttö toimialoittain 2014 Massateollisuus 37,2 Mm 3 Puutuoteteollisuus 26,7 Mm 3 2 27.10.2015
Sellu- ja sahateollisuuden hyödynnettävät sivutuotteet 3 27.10.2015
Puun sahaus 2,2 m 3 raakapuuta = 1,0 m 3 sahatavaraa + 0,7 m 3 haketta 0,3 m 3 purua 0,2 m 3 kuorta Raaka-puusta syntyy sahauksen yhteydessä 13,6 % purua Puun kuoripitoisuus on n. 9 % 4 27.10.2015
Hakkeen seulonta Ennen sellun tai TMP:n valmistusta, kuorittu puu täytyy hakettaa Hake täytyy myös seuloa Purua 1 2 % Ylisuurta haketta peräti 7 % 5 27.10.2015
Sivutuotteiden määrät 2014 Selluteollisuus Miljoonaa m 3 Raakapuuta 29,5 Kuorta 1) 2,66 Haketta 26,85 Purua 2) 0,54 Ylisuurta haketta 3) 1,88 Sahateollisuus Miljoonaa m 3 Raakapuuta 23,6 Kuorta 1) 2,12 Purua 4) 3,21 Haketta 5) 7,50 Purua 2) 0,15 Ylisuurta haketta 3) 0,53 1) Kuoripitoisuus 9 % 2) Purua seulonnasta 2 % 3) Ylisuurta haketta seulonnasta 7 % 4) Purua sahauksesta 13,6 % 5) Haketta sahauksesta 31,8 % 6 27.10.2015
Ylisuuren hakkeen käyttö 7 27.10.2015
Ylisuuri hake Massan valmistuksessa ylisuuri hake jälkikäsitellään Ylisuuri hake muokataan uudelleen massanvalmistusta varten Litistys Murskaus Uudelleen haketus (tikkuhaketus) Saatu massa huonolaatuisempaa kuin akseptihakkeesta 8 27.10.2015
Oksapuuta 9 27.10.2015
Christer Eckerman ja Bjarne Holmbom Åbo Akademi Patentti ja Marcus Wallenberg palkinto 2008 10 27.10.2015
Kokonaisvaltainen raaka-aineen käyttö 11 27.10.2015
Ylisuuren hakkeen erotus arvokomponentteihin Ylisuuri hake Sellutehdas Rouhiminen Palakoon pienentäminen Paineistettu kuumavesiuutto Uuteaineet ja hemiselluloosa Ligniiniuutto Ligniini Valkaisu Selluloosa 12 27.10.2015
Raaka-aine Kuusihaketta Metsä Fibren Rauman sellutehtaalta Ilmakuivaus ja seulonta (8 mm rako) < 8 mm akseptijae > 8 mm ylisuuri hake Rouhinta oksamyllyllä Kylmäkuivaus Säilytys -20 C 13 27.10.2015
Ylisuuren hakkeen määrä 17,30 kg haketta seulottiin 16,30 kg akseptia 1,29 kg ylisuurta (~7.5%) Ylisuuri hake 1000 tonnia haketta 75 tonnia ylisuurta jaetta saatavilla 14 27.10.2015
Raaka-aineen uuteainepitoisuus 5 g absoluuttisen kuivaa puuta Accelerated solvent extraction (ASE) 1) Heksaani 90 C 3 x 5 min uuttosykliä 2) Asetoni:vesi asetoni:vesi 95:5 (v/v) 100 C 3 x 5 min uuttosykliä Gravimetrinen uuteainepitoisuus Pitkä kolonni GC/MS Heksaaniuute Asetoni:vesi-uute Derivatisointi 15 27.10.2015
Gravimetrinen uuteainepitoisuus 1000 tonnia haketta 75 tonnia ylisuurta haketta ~2 tonnia uuteaineita 16 27.10.2015
Uuteainepitoisuus (pitkä kolonni GC/MS) Heksaaniuute Asetoni:vesi-uute 17 27.10.2015
Lignaanit 18 27.10.2015
Uuteaineiden erotus paineistetulla kuumalla vedellä 5 g abs. kuivaa puuta Ionivaihdettu vesi tai 0,15 M NaHCO 3 120, 140, 160, 180 C 5, 10, 20, 40, 60 min 19 27.10.2015
Uutteen ph-arvo 20 27.10.2015
Uuttunut kuiva-aine Vesi 0,15 M NaHCO 3 21 27.10.2015
Neste/neste-uutto Metyyli-tert-butyylieetteri (MTBE) Pitkä kolonni GC/MS 22 27.10.2015
Kuumavesiuutteiden uuteainepitoisuus Vesi 0,15 M NaHCO 3 23 27.10.2015
Lignaanit HMR Vesi 40 min, 180 C HMR 0,15 M NaHCO 3 40 min, 180 C 24 27.10.2015
Ylisuuren hakkeen arvokkaat uuteaineet Lignaanien määrää ja laatua voidaan säätää uutto-olosuhteilla Matala lämpötila Enemmän HMR:ia Vähemmän muita lignaaneja Vähemmän ligniiniperäisiä komponentteja Korkea lämpötila Vähemmän HMR:ia Enemmän muita lignaaneja Enemmän ligniiniperäisiä komponentteja 25 27.10.2015
NaHCO 3 -lisäyksen vaikutus Vähemmän uuteaineita verrattuna pelkkään veteen MUTTA enemmän uutteen kuiva-aineeseen suhteutettuna Vähemmän ligniiniperäisiä komponentteja Vähemmän hemiselluloosaa uutteessa 26 27.10.2015
Seuraavat askeleet Kuumavesiuuteen fraktiointi eri jakeisiin Hemiselluloosan ja uuteaineiden erotus esim. ioninvaihtokolonnissa Ligniinin uutto ja erotus Selluloosan valmistus Mahdollisten käyttökohteiden kartoitus Massa- ja vesitaseiden lasku Kustannusten laskeminen eri jakeille Lignaanien uutto kuoresta 27 27.10.2015
Kiitos! Lisätietoja: risto.korpinen@luke.fi 029 532 3571 28 27.10.2015