Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

​​

Puun voimalla biotalouteen

Paula Bergqvist | 31.12.2014

​Suomen mittavat puuvarannot muuntuvat yhä erilaisemmiksi materiaaleiksi. VTT:llä on siitä paljon näyttöä.

Puu kasvaa Suomessa nopeammin kuin sitä käytetään. Vuosikasvu on jo yli 100 miljoonaa kuutiota, josta teollisuus käyttää vain noin 50 miljoonaa. Kestävästi puuta voisi käyttää noin 70 miljoona kuutiota vuodessa.

– Olemme puun osalta reilusti kestävän kehityksen puolella. Siitä huolimatta metsävarojen hyödyntäminen voisi olla tehokkaampaa ja talou­dellisempaa, toteaa VTT:n tieteellinen johtaja Anne-Christine Ritschkoff.

– Uusien tuotteiden on oltava edullisia ja yhtä hyviä kuin muovi – jopa parempia. Suomeen on luotava liiketoiminnan arvoketjuja uuden liiketoiminnan käynnistämiseksi.

VTT vie julkisia biotalousprojekteja ja -toimeksiantoja eteenpäin 600 henkilötyövuoden voimin. VTT:n liikevaihdosta 24 prosenttia liittyy biotalouteen. T&k-työssä hyödynnetään biotekniikan ja kemian lisäksi muun muassa prosessiteknologiaa ja liiketoimintaosaamista. 

impulssi-fibic-fubio-ruiskuvalettu-kuppi-kuva2.jpg
 

Ruiskuvalamalla muotoiltu kuppi, jossa puuperäistä materiaalia, kuituja ja ligniiniä lähes 80 %. VTT on kehittänyt valmistusmenetelmän FIBICin FuBio-ohjelmassa. 

Puusta on moneksi

Puubiomassa taipuu tutkijoiden käsittelyssä erilaisia ominaisuuksia omaavaksi nanoselluloosaksi, kemikaaleiksi, lääkkeiksi, elintarvikkeiksi ja rehuksi. Solujen aineenvaihduntaan vaikuttamalla on mahdollista saada sokereista erikoiskemikaaleja, esimerkiksi isopreeniä, karotenoideja, hajusteita ja kumia korvaavaa ainetta. 

Sellunkeittoa kehitetään parhaillaan tekstiilien valmistamiseen. Selluloosamuuntokuiduilla on Suomessa mahdollisuudet päästä 8–10 miljardin euron arvoiseen tuotantoon. VTT:n laboratoriossa Jyväskylässä kehrätään jo sellulankaa. Kehitystyö toteutetaan yhteistyössä Aalto-yliopiston ja Tampereen teknillisen yliopiston kanssa. Yhteisenä visiona on luoda suomalaisesta puusta tulevaisuuden design-tuotteita.  

Puun vähiten hyödynnetty komponentti on ligniini, jota kertyy maailmanlaajuisesti teollisuudessa 50 miljoonaa tonnia vuodessa. Polttoaineena ligniini on arvoltaan 50–100 euroa tonnilta. Sille löytyy arvokkaampaakin käyttöä.

Markkinoilla on jo tuotteita, joissa on pieni määrä ligniiniä. VTT:n tavoitteena on nostaa sen osuus uudelle tasolle. 

– Väite, että ligniinistä voi tehdä kaikkea muuta paitsi rahaa ei enää pidä paikkansa, toteaa VTT:n tutkimusprofessori Kristiina Kruus.

Puumateriaali tai puuraaka-aine, joka ei kelpaa kuitutuotteiden valmistukseen, voidaan ”räjäyttää” ja näin avata se lähtömateriaaliksi sokereiden ja edelleen kemikaalien tai polttoaineiden valmistusta varten. VTT on kehittänyt menetelmiä, joilla kasvimateriaalin soluseinät rikotaan ja pilkotaan sokereiksi etanolin valmistusta varten. St1 Biofuels ja VTT ovat sopineet puupohjaisen tuotantoprosessin optimointiin tähtäävästä tutkimusyhteistyöstä.  

impulssi-anna-suurnakki-kristiina-kroos-kuva3.jpg
 

Anna Suurnäkki ja Kristiina Kruus esittelevät uusimpia VTT:llä kehitettyjä biomateriaaleja.


Puun uudet materiaaliratkaisut

Puubiomassan kaikki arvokomponentit ovat viime vuosina olleet Suomen metsäteollisuuden kiinnostuksen kohteena, ja tuloksia on näkyvissä: markkinoille on tullut mäntyöljypohjainen biodiesel ja nanoselluloosatuotteita. 

Tutkimuspäällikkö Anna Suurnäkki esittelee VTT:llä kehitettyjä tulevaisuuden tuotteita. Yksi niistä on kuiville elintarvikkeille kuten pähkinöille soveltuva pussi, joka koostuu kolmesta biopohjaisesta kerroksesta – kullakin kerroksella on oma tehtävänsä tuotteen suojaamiseksi. Yksi kerroksista on nanoselluloosafilmi, jota voidaan myös käyttää muihin sovelluksiin kuten elektroniikan painoalustaksi. 

– Olemme kehittäneet kuitupohjaisten pakkausten ominaisuuksia entistä muovattavammiksi ja keveämmiksi.

Vaahdottamalla voidaan valmistaa suojapakkauksia, eristeitä ja muita huokoisia, iskun­kestäviä tai lämpöä tai ääntä hyvin eristäviä materiaaleja. Ne voivat korvata esimerkiksi nykyisiä kylmätuotteiden pakkausmateriaaleja tai toimia komposiittina, jonka voi käytön jälkeen polttaa.

Selluloosapohjaisten tekstiilikuitujen alueella VTT on kehittänyt uusia viskoosi- ja lyocell-prosesseihin sopivia selluloosan liuotustapoja sekä menetelmiä, joissa selluloosasta voidaan vetää jatkuvaa kuitulankaa ilman selluloosa­kuidun liuottamista. Eripituisia kuituja on myös rainattu paperikoneella vaahdon avulla kuitukankaaksi. 

– Selluloosakuituja sisältävien tekstiilituotteiden kierrätys on jatkossa yhä tärkeämpää, kun lainsäädäntö orgaanisen jätteen viemistä kaatopaikoille kiristyy. Mietimme siksi jo kehitystyön alkuvaiheessa, miten selluloosa voidaan ottaa käytön jälkeen talteen esimerkiksi uuden tekstiilin valmistamiseksi, kertoo Suurnäkki.

impulssi-kuituvaahtoteknologia-biopolymeerien-vaahdotustekniikka-kuva4.jpg
 

Polyuretaani eli styroksinakin tunnettu kevyt ja halpa pakkaus- ja eristemateriaali on ympäristöongelma. VTT on kehittänyt sekä kuituvaahtoteknologiaa että biopolymeerien vaahdotustekniikkaa, joilla voitaisiin valmistaa muun muassa polyuretaania korvaavia biopohjaisia materiaaleja. 

Poltto tehokka​ammaksi

 

Osa puuaineksesta päätyy kaikesta huolimatta energian raaka-aineeksi. Energian­tuotantoa varten VTT kehittää myös termisiä prosesseja – kaasutusta ja pyrolyysiä – entistä tehokkaammiksi. Tutkimus on siirtymässä lähikuukausina VTT:n uusiin tutkimustiloihin Espoon Kivenlahdessa. VTT:n Bioruukista tulee paikka, jossa yritykset voivat kokeilla omien ideoidensa toimivuutta.


 


 

Metsä Fibre suunnittelee Äänekoskelle biotuotetehdasta​

Äänekosken nykyinen sellutehdas on kohta 30 vuoden ikäinen. Metsä Groupiin kuuluva Metsä Fibre päätti suunnitella elinkaarensa loppuun kohta tulevan tehtaansa tilalle suuremman ja monikäyttöisemmän. Päätökseen vaikuttivat puun hyvä saatavuus Suomessa sekä havusellun kasvava kysyntä maailmalla.

– Hanke odottaa vielä lopullista investointipäätöstään. Se edellyttää toimivan ympäristöluvan saamista sekä esi­suunnittelun viemistä loppuun. Jos kaikki menee hyvin, uusi biotuotetehdas käynnistyy kesällä 2017, kertoo Metsä Fibren tutkimusjohtaja Niklas von Weymarn.

Aluksi uusi tehdas eroaa vain vähän vanhasta. 

– Olemme visioineet, että sellunvalmistuksen kyljessä toimisi nykyisten rinnakkaistuotteiden lisäksi aivan uusia. Ehtivätkö ne ihan ensimmäiseen vaiheeseen – sitä on vielä vaikea sanoa. Tarkoitus on, että tehdas lopulta kehittyy nykyaikaiseksi monituotekokonaisuudeksi.

Sivutuotteista merkittävää bisnestä

Metsä Fibren nykyisiä sellunvalmistuksen rinnakkaistuotteita ovat tärpätti, mäntyöljy, sähkö, höyry, kaukolämpö, kuori
ja seulontapuru. Yrityksen liikevaihto oli vuonna 2013 noin
1,3 miljardia euroa, josta mainittujen rinnakkaistuotteiden osuus oli jo yli 10 prosenttia.

Suurimmat sivuvirrat, joita uusi tehdas voisi hyödyntää uudella tavalla, ovat kuori, seulontapuru ja ligniini. Ne päätyvät nyt energiakäyttöön. Von Weymarn uskoo, että ligniinille löytyy tulevaisuudessa polttoa huomattavasti arvokkaampia käyttökohteita. 

VTT toimii edelläkävijänä

– VTT:llä on tärkeä rooli toimia edelläkävijänä ja luoda uuden liiketoiminnan edellyttämiä osaamisplatformeja. Tästä on esimerkkinä FIBIC:in FuBio-kokonaisuus, jossa yritykset ovat VTT:n kanssa vieneet parhaita ideoita eteenpäin.​


 

 

 

Impulssihttp://www.vtt.fi/ImpulssiImpulssi
Impulssi 2/2017http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Brasilia viitoittaa bioenergian tietähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Brasilia-viitoittaa-bioenergian-tieta.aspxBrasilia viitoittaa bioenergian tietä
Ledikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ledikalvot-taipuvat-kansanlampusta-lentokoneisiin.aspxLedikalvot taipuvat kansanlampusta lentokoneisiin
Teollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teollisuuden-kyberturvallisuus-paranee-yhteistyolla.aspxTeollisuuden kyberturvallisuus paranee yhteistyöllä
Matti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaajahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Matti-Apunen-Ongelma-nimelta-huippuosaaja.aspxMatti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaaja
Tositoimia Suomen nostamiseksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tositoimia-Suomen-nostamiseksi.aspxTositoimia Suomen nostamiseksi
Digitalisaatio tasoittaa erojahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisaatio-tasoittaa-eroja.aspxDigitalisaatio tasoittaa eroja
Maailma kuluttajien silminhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailma-kuluttajien-silmin.aspxMaailma kuluttajien silmin
Mitä kuuluu Australiaan?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-kuuluu-Australiaan.aspxMitä kuuluu Australiaan?
Hulevedet puhtaiksi Leca-sorallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hulevedet-puhtaiksi-Leca-soralla.aspxHulevedet puhtaiksi Leca-soralla
VTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fabry-Perot-interferometriteknologia.aspxVTT hyödyntää Fabry-Perot interferometriteknologiaa
Oma osaaminen yhteiseksi hyväksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Oma-osaaminen-yhteiseksi-hyvaksi.aspxOma osaaminen yhteiseksi hyväksi
Uutta virtaa elektroniikkateollisuuteenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uutta-virtaa-elektroniikkateollisuuteen.aspxUutta virtaa elektroniikkateollisuuteen
Tuottoisaa käyttöä Suomen biomassoillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoisaa-kayttoa-Suomen-biomassoille.aspxTuottoisaa käyttöä Suomen biomassoille
Joustavan energiatuotannon kärkimaaksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Joustavan-energian-karkimaaksi.aspxJoustavan energiatuotannon kärkimaaksi
Suomi on hyvä investointihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Kaikki katseet uudistumiseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaikki-katseet-uudistumiseen.aspxKaikki katseet uudistumiseen
Laitteet kämmenen kokoisiksihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Mahdollisuus piilee haasteissahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Painettu teknologia kutsuu muotoilijoitahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Painettu-teknologia-kutsuu-muotoilijoita.aspxPainettu teknologia kutsuu muotoilijoita
VTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuuttahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Nuoret-tutkijat-tekevat-tulevaisuutta.aspxVTT:n nuoret tutkijat tekevät tulevaisuutta
Ydinjätehuollon uranuurtaja Posivahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ydinjätehuollon-uranuurtaja-Posiva.aspxYdinjätehuollon uranuurtaja Posiva
Suomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomalaispyörät-pyörivät-myös-tulevaisuudessa.aspxSuomalaispyörät pyörivät myös tulevaisuudessa
Tulevaisuuden sensorihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-sensori.aspxTulevaisuuden sensori
Autonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeastihttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonomiset-jarjestelmat-yleistyvat-teollisuudessa-nopeasti.aspxAutonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeasti
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Asiakasasenteen airuethttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Asiakasasenteen-airuet.aspxAsiakasasenteen airuet
Kestävästi lankaa puukuidustahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestavasti-lankaa-puukuidusta.aspxKestävästi lankaa puukuidusta
Tuottoa sijoituksillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Hybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseenhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/hybridimenetelmilla-uusia-ratkaisuja-metallien-kierratykseen.aspxHybridimenetelmillä uusia ratkaisuja metallien kierrätykseen
Kaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttäväähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaivostoiminnasta-kestavaa-ja-hyvaksyttavaa.aspxKaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttävää
Täydellinen arktisten ratkaisujen pilottiympäristöhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Taydellinen-arktisten-ratkaisujen-pilottiymparisto.aspxTäydellinen arktisten ratkaisujen pilottiympäristö
Uusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyynhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uusia-ratkaisuja-kaupunkitulvien-ehkaisyyn.aspxUusia ratkaisuja kaupunkitulvien ehkäisyyn
ChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuillehttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Chemsheet-innovaatioilla-tietä-uusille-ratkaisuille.aspxChemSheet-innovaatioilla tietä uusille ratkaisuille
Optinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteestahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Optinen-isotooppispektroskopia-kehittynyt-merkittavasti.aspxOptinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteesta
Turbiinisiivillä miljoonien säästöihinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Turbiinisiivet-saastavat-miljoonia.aspxTurbiinisiivillä miljoonien säästöihin
Voiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-alykkaiden-kaupunkien-suorituskykya-mitata.aspxVoiko älykkäiden kaupunkien suorituskykyä mitata?
Tulevaisuuden arkkitehdit asiallahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-arkkitehdit-asialla.aspxTulevaisuuden arkkitehdit asialla
Hienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaattejahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hienokemia-tarvitsee-biopohjaisia-aromaatteja.aspxHienokemia tarvitsee biopohjaisia aromaatteja
Samaa säätöä seuraavat 100 vuottahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Samaa-säätöä-seuraavat-100-vuotta.aspxSamaa säätöä seuraavat 100 vuotta
Avoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Avoimen-lahdekoodin-infrastruktuuri-sahkomekaanisen-alan-tuotekehityksessa.aspxAvoimen lähdekoodin infrastruktuuri sähkömekaanisen alan tuotekehityksessä
Vanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteillahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/FiR-1-tutkimusreaktori-poistetaan-kaytosta.aspxVanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteilla
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Puhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Puhtaampaa-kaupunkiliikennetta-puupohjaisella-dieselilla.aspxPuhtaampaa kaupunkiliikennettä puupohjaisella dieselillä
Elintarvikkeet muutoksessahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Elintarvikkeet-muutoksessa.aspxElintarvikkeet muutoksessa
SMACC – älyä koneisiinhttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/SMACC-alya-koneisiin.aspxSMACC – älyä koneisiin
Kasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassahttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kasvua-ja-uusia-mahdollisuuksia-piifotoniikassa.aspxKasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassa
Terveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättähttp://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveytta-ja-tehokkuutta-ruuan-laadusta-tinkimatta.aspxTerveyttä ja tehokkuutta ruuan laadusta tinkimättä
Sopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?http://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Sopiiko-elinkaariarviointi-poliittisen-päätöksenteon-tueksi.aspxSopiiko elinkaariarviointi poliittisen päätöksenteon tueksi?