|
|
|
Hankekoodi: A72815
Hankkeen nimi: Kuidun uudet mahdollisuudet - KUUMA
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2017 ja päättyy 31.12.2018
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Etelä-Savon maakuntaliitto
Hakijan virallinen nimi: Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy
Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu
Y-tunnus: 2472908-2
Jakeluosoite: PL 181 Patteristonkatu 3D
Puhelinnumero: 01535561
Postinumero: 50101
Postitoimipaikka: Mikkeli
WWW-osoite: http://www.xamk.fi/
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Juhana Pakkasmaa
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Projektipäällikkö
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: juhana.pakkasmaa(at)xamk.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 040 185 8984
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Kuidun uudet mahdollisuudet (KUUMA) -hankkeen tavoitteena on kehittää puukuidun käsittelyä, prosessointia ja uusien biopohjaisten tuotteiden valmistusta rehuteollisuuteen. Hankkeessa keskitytään puun kuidusta valmistettavan mikrokiteisen selluloosan tuoteominaisuuksien kehittämiseen.
Mikrokiteisen selluloosan vaikutuksia tuotantoeläinten hyvinvointiin ja kasvuun on tutkittu erittäin vähän. Aiemmista tutkimusta tiedetään kuitenkin, että rehussa käytetty modifioitu, ligniinipitoinen mikrokiteinen selluloosa saattaa edesauttaa ruuansulatusta ja imeä itseensä haitallisia yhdisteitä ja mikrobeja, jolloin ne poistuvat elimistöstä. Teollisuudella on tarve lisätä tämän uuden tuotantoprosessin ja tuotteiden valmistusprosessien tuntemusta. Mahdollisuuden tähän avaa Mikkelin ammattikorkeakoulun (Mamk) Aalto-yliopistolta lisensoima AaltoCell™ mikrokiteisen selluloosan valmistusmenetelmä. Hanke on valmisteltu yhteistyössä yritysten, Mamkin Kuitulaboratorion ja Aalto-yliopiston kanssa.
Projektin toimenpiteet jakaantuvat kahteen eri osa-alueeseen:
1) Mikrokiteisen selluloosan tuotannon, modifioinnin ja käyttökohteiden kehittäminen. Projektissa testataan kuidun ominaisuuksia parantavia fysikaalisia ja kemiallisia muokkausmenetelmiä laboratoriomittakaavassa. Modifioitavat perusraaka-ainelajit ovat suomalainen ruskea ja valkaistu sulfaattiselluloosa. Lisäksi selvitetään kuusesta valmistetun sulfiittiselluloosan ominaisuuksia mikrokiteisen selluloosan valmistamisessa eläinrehun komponenteiksi. Ostopalveluna teetetään laboratorio- ja koetason testit tuotettujen materiaalien vaikutuksesta naudoilla. Projektissa selvitetään myös mikrokiteisen selluloosan jatkokäsittelymenetelmän edut ja mahdollisuudet osana luontaistuotteiden ja ravintolisien valmistuksen arvoketjua.
2) Puristusjauhatuksen hyödyntäminen mikrokiteisen selluloosan ja puukuidun prosessoinnissa. Projektissa tutkitaan ja kehitetään puristusjauhatuksen teknologiaa ja testataan uuden tyyppisen jauhatusteknologian lisäarvoa mikrokiteisen selluloosan jatkojalostuksessa sekä mahdollisuutta kuidun ominaisuuksien parantamiseen
Projekti tuottaa luotettavat perustiedot modifioidun ligniinipitoisen mikrokiteisen selluloosan tuoteominaisuuksista ja aineen soveltuvuudesta märehtijöiden rehuksi. Lisäksi tuloksena saadaan prosessi- ja tuotetietoa yritysten liiketoimintasuunnittelun perustaksi. Jos suomalaiselle puukuidulle onnistutaan kehittämään kilpailukykyiset ominaisuudet rehuparanteiksi ja todentamaan ne eläinkokeilla, tarjoaa tämä suuren mahdollisuuden jalostusarvoa lisääville selluloosan jatkojalostusinvestoinneille ja liiketoiminnalle. Hanke vahvistaa Etelä-Savon metsäbiomassan älykkään hyödyntämisen mahdollisuuksia osana suomalaista ja kansainvälistä ekosysteemiä sekä kehittää metsäbiomassan hyödyntämisen teknologista ja liiketaloudellista osaamista.
Hankkeen varsinaiset kohderyhmät ovat alan laitevalmistajat sekä kuitu- ja MCC-raaka-ainetta tuottavat ja tuotteissaan hyödyntävät yritykset, eli pääasiassa metsäteollisuusyritykset sekä rehuntuottajat.
Hankkeen välilliset kohderyhmät ovat puuraaka-aineen tuottajat, eläinten kasvattajat sekä metsäteollisuuden tuotantoketjut ja tuotantopaikkakunnat.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 340 770
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 325 297
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 425 817
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 406 710
Maakunnat: Etelä-Savo
Seutukunnat: Savonlinnan
Kunnat: Savonlinna
Jakeluosoite: Vipusenkatu 10
Postinumero: 57200
Postitoimipaikka: Savonlinna
Suunniteltu: 1, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 4 | 4 |
| Projektissa tutkitaan puun käyttöä rehuna ja sen paranteena. Lisäksi Projektissa tehdään mikroselluloosan jatkojalostustutkimuksen rinnalla soveltavaa tutkimusta ja kehitystyötä puukuidun puristusjauhatusteknologian testaamiseksi tavoitteena kuidun ominaisuuksien ja valmistusprosessin kilpailukyvyn parantaminen erityisesti kuitupakkaussovelluksissa. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 4 | 4 |
| Projektissa tehdään MCC:n valmistuksen ja puristusjauhatuksen optimointia. Tässä haetaan siten myös energia ja materiaalitehokkuuden parantamista. Sellun valmistuksessa ligniini menee poltoon ja tässä tutkitaan ligniin käyttöä eläinrehuissa. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 2 | 2 |
| Puun käytöllä eläinrehuun voidaan vapauttaa vastaavasti peltopinta-alaa muuhun käyttöön. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 4 | 4 |
| Sellun valmistuksessa ligniini menee tavallisesti poltoon. Tässä projektissa tutkitaan tämän ligniin käyttöä eläinrehuissa. Parantuneella energian käytöllä KID jauhatuksessa voidaan saavuttaa energian tuotannon säästöjä | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| - | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 6 | 4 |
| Sellun valmistuksessa ligniini menee tavallisesti poltoon. Tässä projektissa tutkitaan tämän ligniin käyttöä eläinrehuissa. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| - | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 5 |
| Tuloksena saadaan prosessi- ja tuotetietoa yritysten liiketoimintasuunnittelun perustaksi. Jos suomalaiselle puukuidulle onnistutaan kehittämään kilpailukykyiset ominaisuudet rehuparanteiksi ja todentamaan ne eläinkokeilla, tarjoaa tämä suuren mahdollisuuden jalostusarvoa lisääville selluloosan jatkojalostusinvestoinneille ja liiketoiminnalle. Hanke vahvistaa Etelä-Savon metsäbiomassan älykkään hyödyntämisen mahdollisuuksia osana suomalaista ja kansainvälistä ekosysteemiä sekä kehittää metsäbiomassan hyödyntämisen teknologista ja liiketaloudellista osaamista. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 5 | 4 |
| Projektilla lisätään tuotantoprosessin ja tuotteiden valmistusprosessien tuntemusta | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| - | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
| - | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| - | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| - | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| - | ||
| Ympäristöosaaminen | 0 | 0 |
| - | ||
Kuidun uudet mahdollisuudet – KUUMA –hankkeessa tutkittiin puukuidun käsittelyä, prosessointia ja uusien biopohjaisten tuotteiden valmistusta rehuteollisuuteen.
Hankkeessa keskityttiin puun kuidusta AaltoCellTM –menetelmällä valmistetun mikrokiteisen selluloosan tuoteominaisuuksien kehittämiseen, tutkimukseen mikrokiteisen selluloosan (MCC) soveltuvuutta eläinrehun raaka-aineeksi ja lääke- tai lisäainetablettien ainesosaksi sekä puristusjauhatuksen vaikutusta kuituihin ja edelleen paperiteknisiin mittauksiin.
Eläinrehun raaka-ainetutkimukset tehtiin yhteistyössä Luonnonvarakeskuksen kanssa. Tutkimus jakautui kolmeen osaan:
i) ensimmäisessä osassa tehtiin kirjallisuuskatsaus ”Microcrystalline cellulose and lignin in animal nutrition” mikrokiteisen selluloosan käytöstä eläinten ravintona.
ii) toisessa osassa tutkittiin mikrokiteisen selluloosan potentiaalia rehun aineosana laboratoriotestein. Seitsemää erilaista Kuitulaboratoriossa valmistettua mikrokiteistä selluloosaa analysoitiin Luken laboratoriossa eläinrehuihin käytettävin testein.
Laboratoriotesteissä mikrokiteistä selluloosaa sekoitettiin 10, 20 ja 30% eläinrehuun ja 24 tunnin pötsikäymisessä syntyneen kaasun määrä mitattiin.
Antimikrobisuustestauksessa testattiin MCC:n kasvunestokykyä Escherichia coli –bakteerille agarmaljatestauksella.
Luke kirjoitti laboratoriotesteistä raportin “Feed potential of microcrystalline cellulose (MCC) as evaluated by chemical composition, in vitro digestion and antimicrobial activity”.
iii) Kolmannessa osassa Kuitulaboratoriossa valmistettua mikrokiteistä selluloosaa käytettiin nautojen rehun osana 1% ja 10%. Tavoite oli selvittää MCC:n vaikutukset pötsifermentaatioon sekä rehujen syöntiin, sulavuuteen ja maitotuotokseen. Suotonauhapuristimella n. 28% kuiva-aineeseen kuivattu mikrokiteinen selluloosa sekoitettiin seosrehuun siten, että se korvasi seoksessa ohraa.
Teknisesti on mahdollista sekoittaa mikrokiteistä selluloosaa seosrehuun. Maidontuotantopotentiaali oli pienempi kuin referenssiohrarehulla. Kuidun sulavuus oli perusruokavaliota parempi, mutta koe-eläinten saama energia pieneni tilastollisesti merkittävästi. Tämän kokeen olosuhteissa ei pystytty osoittamaan, että mikrokiteisen selluloosan käyttö rehussa parantaisi pötsiolosuhteita.
Ligniinipitoisen mikrokiteisen selluloosan soveltuvuutta lääke- tai luontaistuotteiden tablettien ainesosana tutkittiin yhteistyössä AGS Finland Oyn kanssa. AGS on kehittänyt kuivarakeistusmenetelmää ja yhteisprojektissa tutkittiin kuivatun mikrokiteisen selluloosan jauhatusta ja tabletointia.
Mikrokiteinen selluloosa tabletoituu prosessilla hyvin.
Puristusjauhatuksessa oli tavoitteena tutkia jauhatusmenetelmän vaikutusta kuituihin, erityisesti sisäiseen fibrillaatioon ja edelleen jauhatusmenetelmän antamaa mahdollista lujuuspotentiaalia. Kuitutasolla puristusjauhatus katkoo kuituja, lisää hienoainetta kuidun kinkkejä ja curleja. Puristusjauhatus levyjauhatuksen esikäsittelynä parantaa rainan lujuutta.