![]() |
![]() |
Hankekoodi: A73058
Hankkeen nimi: Suodatuksen energiatehokkuuden parantaminen digitalisaation ja mallinnuksen avulla
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.8.2017 ja päättyy 31.12.2019
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Uudenmaan liitto
Hakijan virallinen nimi: Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto LUT
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 0245904-2
Jakeluosoite: Skinnarilankatu 34
Puhelinnumero: 040 354 3218
Postinumero: 53850
Postitoimipaikka: Lappeenranta
WWW-osoite: http://www.lut.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: HÄKKINEN ANTTI TAPIO
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Professori
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: antti.hakkinen(at)lut.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0403543218
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Hankkeen ”Suodatuksen energiatehokkuuden parantaminen digitalisaation ja mallinnuksen avulla” tavoitteena on kehittää kaupallistettava järjestelmä, jonka avulla alipainesuodatuksen energiatehokkuutta voidaan parantaa merkittävästi.
Suodatus on yleisesti käytetty menetelmä nesteen ja kiintoaineen erottamiseen usealla teollisuuden alalla, kuten metsä-, kaivos-, kemian- ja lääketeollisuudessa. Teollisessa mittakaavassa käytetään paljon alipainesuodatukseen perustuvia ratkaisuja (nauha-, kiekko- ja rumpusuodattimia), joiden tarvitsema alipaine tuotetaan sähkömekaanisesti vakuumipumpulla. Energiakustannukset muodostavat suurimman osan suodattimien elinkaaren aikaisista kustannuksista. Yleisesti käytettävien nesterengaspumppujen energiataloudellisuus on huono, eikä teollisuudessa osata tehdä vakuumipumppujen säätöä siten, että niiden energiankulutus saataisiin minimoitua.
Tässä projektissa kehitettävä järjestelmä perustuu innovatiiviseen mittaus- ja anturointikokonaisuuteen, jonka avulla suodatusprosessista saadaan monipuolista on-line tietoa, joka toimii lähtöaineistona projektissa kehitettävälle säätömallille. Hankkeessa kehitettävä järjestelmä voidaan asentaa sekä olemassa oleviin, että uusiin teollisuusmittakaavan suodattimiin.
Prosessiteollisuuden kehityshankkeissa on tyypillisesti mukana usean tyyppisiä toimijoita. Prosessinomistajat (kaivosyhtiöt, mineraalien jatkojalostajat, metsäteollisuusyritykset) toimivat teknologiatoimittajien (Outotec, Metso, Valmet) valmistamilla laitteilla, joita ovat olleet usein osittain kehittämässä myös asiantuntijatahot (yliopistot, VTT).
Tässä hankkeessa kehitettävä uusi osaaminen linkittyy kaikkiin yllä mainittuihin toimijoihin. LUT on asiantuntijataho, lisäksi tarvitaan teknologiatoimittaja tai useampia, jotta tuotteistettu osaaminen saadaan prosessinomistajien eli loppukäyttäjien hyödynnettäväksi. Teollisuusnäkökulman sekä asiakastarpeiden huomioiminen jo projektin alkuvaiheista lähtien on pyritty varmistamaan kutsumalla projektin ohjausryhmään kolme Etelä-Karjalassa toimivaa yritysedustajaa joilla jokaisella on vankkaa kokemusta tutkittavasta aihepiiristä. Näiden yritysedustajien sitoumukset ohjausryhmätyöskentelyyn osallistumisesta löytyvät Liitteistä 6 – 8.
Energiansäästö vaikuttaa myönteisesti ympäristöön, kuten hiilineutraaliuteen sekä energiantuotannon ja itse teollisuuslaitosten päästöihin. Taloudellisessa mielessä hankkeen tuloksista ovat varmasti kiinnostuneita myös muut teollisuudenalat, joiden prosesseissa tavoitteena on tuotannon tarkka säätö ja paras mahdollinen energiatehokkuus. Esimerkkeinä voisi mainita erilaisten kuivauslaitteiden käyttäjät monilla aloilla, mm. elintarvike- lääke- ja biotuoteteollisuudessa. Tässä hankkeessa kehitettävällä konseptilla pystytään pääasiallisesti parantamaan energiatehokkuutta mutta se mahdollistaa sen lisäksi myös prosessien lopputuotteen laadun tarkemman kontrolloinnin sekä tarjoaa useita uusia työkaluja ennakoivan kunnossapidon parantamisen. Myös nämä oheistulokset herättävät runsaasti kiinnostusta vakuumisuodatusta käyttävissä asiakkaissa.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 179 442
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 176 831
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 256 346
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 253 083
Maakunnat: Etelä-Karjala
Seutukunnat: Lappeenrannan
Kunnat: Lappeenranta
Jakeluosoite: Skinnarilankatu 34
Postinumero: 53850
Postitoimipaikka: Lappeenranta
Suunniteltu: 0, 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 | 3 | 6 |
Energiatehokkuus ja resurssien parempi hyödyntäminen | ||
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 3 | 6 |
Suorat vaikutukset energiankulutuksen vähenemisen kautta, välilliset hankkeen muiden tulosten kautta (parempi tuotteiden laatu, parempi kontrolloitavuus, jne.) | ||
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 2 | 4 |
Kts. edelliset | ||
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 2 | 4 |
Hankkeessa kehitetyt tekniikan mahdollistavat myös veden tarkemman talteenoton prosesseista ja edelleen niiden kierrätyksen raakavesitarpeen vähentämiseksi ja jätevesimäärien minimoimiseksi. | ||
Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
En osaa ottaa kantaa | ||
Taloudellinen kestävyys | ||
Materiaalit ja jätteet | 3 | 5 |
Henke parantaa materiaali tehokkuutta ja vähentää jätettä. | ||
Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 4 | 6 |
Energiankulutus vähenee ja nämä vaikutuksia siitä. | ||
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 5 | 7 |
Paikallisia yrityksiä mukan ohjausryhmässä ja ovat potentiaalisia suoria hyötyjiä. | ||
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 6 | 7 |
Hanke perustuu pitkälti digitalisaation tarjoamiin ratkaisuihin ja niiden pihjalta syntyneeseen osaamiseen. | ||
Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
Ei merkittäviä vaikutuksia | ||
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 0 |
Ei vaikutuksia | ||
Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
Ei vaikutuksia | ||
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
Ei vaikutuksia | ||
Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
Ei vaikutuksia | ||
Ympäristöosaaminen | 3 | 6 |
Energiakysymykset ovat tarkastelussa ja tätä kautta vaikutuksia myös ympäristöön |
Hankkeessa kehitettiin teollisuuden vakuumisuodattimien reaaliaikaiseen tarkkailuun ja säätöön soveltuvia menetelmiä joiden avulla on mahdollista alentaa suodatuksen energiankulutusta sekä parantaa lopputuotteen laatua. Hankkeeseen sisältyi suuri määrä kaivosteollisuudesta hankittujen lietteiden suodatuskokeita kattavasti instrumentoidulla pilot-mittakaavan nauhasuodattimella sekä uusien menetelmien kokeellista testausta myös laboratoriomittakaavassa. Hanke suoritettiin yhteistyössä paikallisten yritysten kanssa siten että yritysedustajat osallistuivat hankkeen ohjausryhmätyöskentelyyn ja toivat täten arvokasta käytännön suodatusprosessien osaamistaan mukaan projektiin. Ohjausryhmään kuuluivat Jari Lantta (Etelä-Karjalan liitto), Antti Häkkinen (LUT), Jero Ahola (LUT), Vesa Karvonen (LUT), Marja Talka (Outotec Filters Oy), Kalevi Kettunen (Flowrox) sekä Matti Luoma (Sidestream Management Oy). Ohjausryhmä kokoontui 3 kertaa vuodessa ja kokouksiin osallistuivat myös hankkeessa toimineet tutkijat. Hankkeen tuloksia pystyttiin hyödyntämään osittain myös tieteellisessä työssä ja osa niistä on päätynyt osaksi mm. 1 väitöskirjaan, diplomityöhön sekä useisiin lehtiartikkeleihin. Kooste yksityiskohtaisista tuloksista löytyy tämän raportin kahdesta liitteestä jotka sisältävät yritysosallistujille 08.04.2020 pidetyn yhteenvetotilaisuuden esitykset. Yhteenvetona voidaan todeta että suodattimien automaatiojärjestelmistä normaalisti saatavia tietoja sekä tarvittavilla lisäantureilla saatuja mittaustuloksia yhdistämällä kyettiin luomaan koneoppimismenetelmin algoritmeja suodatuksen tehostamiseksi. Tulokset osoittavat, että suodinkakun kuiva-ainepitoisuus on vakioitavissa halutulle tasolle vain muutaman olennaisimman online-mittauksen perusteella ja kehitetyt algoritmit mahdollistavat parhaimmillaan useiden kymmenien prosenttien säästön suodattimien energiankulutuksessa. Seuraava askel kehitettyjen menetelmien kaupallistamisessa olisi teollisen mittakaavan koeajojen järjestäminen ja sopivia kohteita tätä varten on jo kartoitettu. Ohjausryhmään kuuluneiden yritysten kanssa on myös käyty keskusteluja kaupallistamisesta ja koeajoihin vaadittavan rahoituksen hankinnasta. Yritykset näkevät tässä hankkeessa kehitetyt menetelmät potentiaalisina lisäpalveluina joita voitaisiin myydä suhteellisen helposti jo parhaillaan käytössä oleviin suodattimiin.