15/30/14
Biotalouden uudet innovaatiot
- Lisäarvoiset kuitutuotteet
Janne Poranen
2.6.2014
VTT Valtion Teknillinen Tutkimu...
25/30/14
Metsän riittävyys Suomessa
• Metsän inventaari, tilavuus 2300 milj. m3
• Vuosittain:
• Kasvu 100 – Ilmaston muuto...
35/30/14
Biotalous – lisäarvon laajentaminen
20.10.2010
Modified from the source: Metsäteollisuus ry
3
Korjuu ja logistiik...
45/30/14
Biokomposiittien kehitys
Ø Komposiiteista on tullut merkittävää teollista toimintaa
Muovi Puu+
Biopolymeeri
+
+ ...
55/30/14
Ekotehokkaat materiaalisovellukset
huonekaluvalmistuksessa
Kuinka yhdistää taloudellisuus ja ekologisuus?
§ Vähe...
65/30/14
Nanoselluloosa
Kuidut
•  Leveys 30-40 µm
•  Length 1-3 mm
Fibrillit
•  Width 5-30 nm
•  Length over 1 µm
Esau, An...
75/30/14
Nanoselluloosa
Ennen jauhatusta Jauhatuksen jälkeen
7
VTT, UPM, AaltoJauhatuksen vaikutus sellukuituihin
85/30/14
Nanoselluloosa filmit
§ HDPE filmin kaltainen – puupohjainen
§ Ei sähköisty
§ Biohajoava
§ Painettava
§ Myös...
95/30/14
•  Kovia vaahtoja biomateriaaleista
•  Öljyn korvaaminen
•  Keveys
•  Eristyskyky
•  Sovelluksissa pakkaamisesta ...
105/30/14
Vaahtorainaus – Laboratoriosta Pilot-mittaan
FOAM FORMING
Potential production technology for
§  New fiber-base...
115/30/14
Materiaalit rakentamiseen, eristykseen, pakkauksiin
The best thermal conductivities are comparable
to mineral an...
125/30/14
Vaahtorainatut äänieristysmateriaalit
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0 20 40 60 80 100
Absorptioncoefficient...
135/30/14
Selluloosamuuntokuidun mahdollisuus -
puuvillan korvaaminen
Maailman puuvillan tuotanto
§  40% kaikista tekstii...
145/30/14
Paperi ja Puu, 2013, Creating bioeconomy, s. 36-37
155/30/14
33 km of yarn from 1€ of Northern
Pine pulp
VTT – Kuidusta lankaa teknologia
FROM THIS TO THIS!
165/30/14
Demo product from VTT- fibre yarn
175/30/14
Demonstraattoreita 5/2014
PulPaper 3-5.6.2014
- panel structure demonstrators
Foam formed decoration panel
(30 c...
185/30/14
100% Bio-pohjaiset pakkaukset
§  Kierrätettävät kuitumateriaalit ja biopolymeerit
§  Yhteensopivuus pakkaus ar...
195/30/14
Muokattava raina
§  Tray packaging demo, Drupa 2012
§  4 keksintöä:
§  Vaahtorainaus
§  Dispersiot
§  Lämpö...
205/30/14
20
Tuotemahdollisuuksia
§  Dispersiot happi ja rasvabarrier pinnoitteisiin
§  Läpinäkyvät ja taipuisat filmit
...
215/30/14
VTT:n TESTAA – konsepti
§  Toiminnan tavoitteena löytää uusia PK-sektorin innovaatioita
metsäteollisuuden uudis...
225/30/14
•  Meillä on käsissämme ainutlaatuinen raaka-aine, joka kasvaa/
uusiutuu enemmän kuin ehditään käyttää
•  Puusta...
235/30/14
245/30/14
TECHNOLOGY FOR BUSINESS
of 24

Janne Porasen esitys - Biotalouden uudet innovaatiot

Biotuotetehtaan infotilaisuus 2.6.2014 Jyväskylässä: Janne Poranen, VTT: Biotalouden uudet innovaatiot
Published on: Mar 4, 2016
Published in: Presentations & Public Speaking      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Janne Porasen esitys - Biotalouden uudet innovaatiot

  • 1. 15/30/14 Biotalouden uudet innovaatiot - Lisäarvoiset kuitutuotteet Janne Poranen 2.6.2014 VTT Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus
  • 2. 25/30/14 Metsän riittävyys Suomessa • Metsän inventaari, tilavuus 2300 milj. m3 • Vuosittain: • Kasvu 100 – Ilmaston muutos kiihdyttää • Runkopuu 60 •  Sahaaminen 28 •  Massan valmistus 32 30-40 milj m3 lisää puuta saatavissa
  • 3. 35/30/14 Biotalous – lisäarvon laajentaminen 20.10.2010 Modified from the source: Metsäteollisuus ry 3 Korjuu ja logistiikka Bioenergia- lämpö ja sähkö teollisuudelle ja kotitalouksille Biopolttoaineet liikenteeseen Biokemikaalit Biomateriaalit Lääkkeet ja kosmetiikka Arvo Volymi Sellu, paperi ja kartonki viestintään, pakkaamiseen ja pehmopapereihin sekä puutuotteet mm. rakentamiseen Pinnoittet liimat… Nykyisten tuotteiden kilpailukyky Uuden osaamisen kerryttäminen Investoinnit uuteen teknologiaan ja liiketoimintoihin Globaali verkostoituminen T&K ja innovaatiot Bioenergia, lämpö ja Sähkö teollisuudelle ja talouksille Biopolttonesteet Biokemikaalit Biomaterialit Lääke Kosmetiikka Puutuotteet, sellu, paperi and kartonki Hake, pelletit, kaasutus… Biopolymeerit, komposiitit… Uudet materiaalit, tuotteet ja palvelut Bioenergia tuotteet
  • 4. 45/30/14 Biokomposiittien kehitys Ø Komposiiteista on tullut merkittävää teollista toimintaa Muovi Puu+ Biopolymeeri + + Luonnonkuitu Luonnonkuitu Puu-muovi, WPC §  Synteettinen muovi + puu + lisäaine Luonnonkuitu komposiitti, NFC §  Synteettinen hartsi + luonnonkuitu + lisäaine. Biokomposiitti §  Biopolymeeri + luonnonkuitu + lisäaine. Luontaisesti lujitettu komposiitti, NRPC §  Hartsi + puu/luonnonkuitu + lisäaine. Standardontitarpeita • terminologia • tuotteet • testaus • LCA Muovi Bio-based Composites Green Composites Natural Composites… + NanoBiopolymeeri
  • 5. 55/30/14 Ekotehokkaat materiaalisovellukset huonekaluvalmistuksessa Kuinka yhdistää taloudellisuus ja ekologisuus? § Vähennä - Uusiokäytä - Kierrätä – Käytä pitkään § Yhdistä käytettävyys ja toiminnallisuus ekologisuuteen § Raaka-aine -tehokkuus = valmistuksen talous paranee Ekotehokkuus § Biomuovi- ja luonnonkuitukomposiitit § Sovelletaan muovintyöstön tekniikoita § -35% painoa ja -45% CO2 Helposti huollettavat ja kestävät pinnat § Ohut ja käpinäkyvä AddSol® sooli-geeli pinnoite § Likaa hylkivä ja helppo puhdistaa § Metalleille, puulle, muoville, komposiiteille ja tekstiileille CASE: Puustelli Ecokitchen 2012 Ethical and sustainabale production, fact based and sertified (ISO 14025) kitchen, which life-cycle impact is markedly lighter that typical today
  • 6. 65/30/14 Nanoselluloosa Kuidut •  Leveys 30-40 µm •  Length 1-3 mm Fibrillit •  Width 5-30 nm •  Length over 1 µm Esau, Anatomy of seed plants, 1977, Wiley, NY Aalto University School of Science and Technology, Myllytie Pääkkö et al, Biomacromolec ules, 8(2007)1934 6
  • 7. 75/30/14 Nanoselluloosa Ennen jauhatusta Jauhatuksen jälkeen 7 VTT, UPM, AaltoJauhatuksen vaikutus sellukuituihin
  • 8. 85/30/14 Nanoselluloosa filmit § HDPE filmin kaltainen – puupohjainen § Ei sähköisty § Biohajoava § Painettava § Myös painettu elektroniikka NASEVA 2011 - 2013
  • 9. 95/30/14 •  Kovia vaahtoja biomateriaaleista •  Öljyn korvaaminen •  Keveys •  Eristyskyky •  Sovelluksissa pakkaamisesta rakentamiseen. Nanokuituinen selluloosa Pääkkö et al, Biomacromolecules, 8(2007)1934 Nanoselluloosa vaahto Keveät materiaalit - Selluloosa vaahto
  • 10. 105/30/14 Vaahtorainaus – Laboratoriosta Pilot-mittaan FOAM FORMING Potential production technology for §  New fiber-based products §  Insulation materials §  Hygienic products §  Wood fibre composites §  Nanomaterial applications SUORA - Technical specifications: Forming unit Press Gap/Hybrid/Fourdrinier Web speed 2500 m/min Max line load 2000 kN/m Headbox flowrate 240 l/s/m Web width 250 mm Web width 300 mm Belt width 700 mm Fabric width 500 mm 2012-2013
  • 11. 115/30/14 Materiaalit rakentamiseen, eristykseen, pakkauksiin The best thermal conductivities are comparable to mineral and stone wool insulation materials Sample   Thickness mm   Grammag e g/m3   Density kg/m3   Bulk cm3/g Thermal conductivity λ10 W/(m·K) 100 CTMP   32.0 800 25 40 0.0403   100 Pine pulp   33.8 885 26 38 0.0354   80/20 CTMP/NFC   33.7 820 24 41 0.0357   80/20 CTMP/PCC   59.3 760 13 78 0.0362   50/50 CTMP/pine   38.7 845 22 46 0.0372   80/20 CTMP/PCC 1) 87.0 720 8.3 120 - Styrofoam 25.3 530 21 48 0.033-0.038
  • 12. 125/30/14 Vaahtorainatut äänieristysmateriaalit 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0 20 40 60 80 100 Absorptioncoefficientat500Hz Weight, kg per cubic meter Commercial sound absorber products VTT foam formed manufacturing demonstrator §  Challenges under 500 Hz §  Sound absorption 500 Hz: §  0.3 VTT’s foams §  0.1-0.6 commercial products §  Encouraging results; no structural optimization was done.
  • 13. 135/30/14 Selluloosamuuntokuidun mahdollisuus - puuvillan korvaaminen Maailman puuvillan tuotanto §  40% kaikista tekstiileistä §  Kasvatusala 335 000km2 §  21,7 Mtn (94,2 miljoonaa paalia) §  256 Gm3 vettä (2,6% juomavedestä = joet) §  757 Gtn CO2 §  560 Mtn N2O Suomen hakkuuylijäämä §  25 Mm3 puuta §  5 Mtn muuntokuitua §  20% maailman puuvillasta §  10% aavikoitumisesta §  120 Gtn CO2 §  Ruokaa 18-25 mijoonalle ihmiselle §  8-10 miljardin tuotantoarvo Myös kiertokuitujen hyödyntäminen
  • 14. 145/30/14 Paperi ja Puu, 2013, Creating bioeconomy, s. 36-37
  • 15. 155/30/14 33 km of yarn from 1€ of Northern Pine pulp VTT – Kuidusta lankaa teknologia FROM THIS TO THIS!
  • 16. 165/30/14 Demo product from VTT- fibre yarn
  • 17. 175/30/14 Demonstraattoreita 5/2014 PulPaper 3-5.6.2014 - panel structure demonstrators Foam formed decoration panel (30 cm x x30 cm) with smooth 3D design pattern. Nonwoven composite textile (produced by foam forming) in lampshade Spinning of recycled material: 1. Thermomechanical pulp (TMP) 2. Refined office paper and card board (VTT) 3. Recycled textiles: old, discarded bed sheets (Uudenmaan sairaalapesula) 62 meters long fibre yarn sample
  • 18. 185/30/14 100% Bio-pohjaiset pakkaukset §  Kierrätettävät kuitumateriaalit ja biopolymeerit §  Yhteensopivuus pakkaus arvoketjuun §  Tehokkaat valmistusratkaisut pakkaussovelluksissa §  Joustavat työtavat
  • 19. 195/30/14 Muokattava raina §  Tray packaging demo, Drupa 2012 §  4 keksintöä: §  Vaahtorainaus §  Dispersiot §  Lämpömuokattavuus §  Läpinäkyvyys §  Seuraavaksi: §  Puupohjainen läpinäkyvä syvävedetty pakkaus
  • 20. 205/30/14 20 Tuotemahdollisuuksia §  Dispersiot happi ja rasvabarrier pinnoitteisiin §  Läpinäkyvät ja taipuisat filmit §  Muokattava filmi §  Hydrogeelit §  Aktiiviset filmit Hemicellulose hydrogel (Aca/ VTT) Heat-activated cellulose film (FC/VTT) Flexible hemicellulose film (FC/ VTT) Hemicellulose barrier dispersion (KCL/VTT) Muokattu hemiselluloosa Mouldable hemicellulose film (VTT)
  • 21. 215/30/14 VTT:n TESTAA – konsepti §  Toiminnan tavoitteena löytää uusia PK-sektorin innovaatioita metsäteollisuuden uudistumisen tueksi. §  Konsepti mahdollistaa VTT:n tutkimus- ja kehitysympäristöjen hyödyntämisen PK-yritysten omien tuotteiden kehittämisessä ja niiden soveltuvuuden todentamisessa metsäsektorin prosesseissa yhdessä veturiyritysten ja tutkimuslaitosten kanssa. §  Toiminnan avulla on mahdollista edistää pk-sektorin liiketoiminnan kasvua sekä uusien vientituotteiden kehittämistä. §  Käynnissä olevassa TESTAA- hankkeessa (6/2012-12/2014) on ollut aktiivisesti mukana 20-30 PK-yritystä ja 5 suuryritystä.
  • 22. 225/30/14 •  Meillä on käsissämme ainutlaatuinen raaka-aine, joka kasvaa/ uusiutuu enemmän kuin ehditään käyttää •  Puusta valmistettavat tuotteet ovat ympäristöystävällisiä, kierrätettäviä, hintakilpailukykyisiä, ominaisuuksiltaan erinomaisia ja kuluttajia miellyttäviä •  On olemassa lukematon määrä mahdollisuuksia ja uusia innovaatioalkuja, joihin pohjautuen pystymme kehittämään uutta liiketoimintaa. •  Kansainvälinen kilpailu on äärimäisen kovaa – on parempi johtaa kuin seurata perässä. YHTEENVETO
  • 23. 235/30/14
  • 24. 245/30/14 TECHNOLOGY FOR BUSINESS

Related Documents