|
|
|
Hankekoodi: A73544
Hankkeen nimi: Biojalostuksen erotus- ja puhdistustekniikat, analyyttinen kemia ja mikrobiologia tuotteistamisen ja kaupallistamisen tukena
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.12.2017 ja päättyy 31.12.2019
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Savon liitto
Hakijan virallinen nimi: Itä-Suomen yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 2285733-9
Jakeluosoite: Yliopistonranta 1F
Puhelinnumero: 02 94 45 1111
Postinumero: 70210
Postitoimipaikka: Kuopio
WWW-osoite: http://www.uef.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Reijo Tapani Lappalainen
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: prof.
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: reijo.lappalainen(at)uef.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0403552564
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
Tavoite: Hankkeessa otetaan käyttöön menetelmiämme täydentäviä uusia laitteita, joiden avulla pystytään erottelemaan kaupallisesti arvokkaita hienokemikaaleja ja jakeita sekä yritysten sivuvirroista että omilla biojalostuslaitteistoillamme (hidaspyrolyysi, uuttotekniikat, haihduttimet jne.) tuottamistamme nesteistä. Rinnakkaisessa infra-hankkeessa on laitteistoinvestointi tähän liittyen. Hankkeella kehitetään myös aiempien biojalostusprojektien yhteydessä käytettyjen kemiallisen ja mikrobiologisen analytiikan menetelmien teknistä ja laadullista tasoa, jatkuvuutta ja vaikuttavuutta. Kehitystyössä huomioidaan biojalostusprosesseissa syntyvien yhdisteiden kemialliset ominaisuudet ja kaupallistamistavoitteet. Yhdessä olemassa olevan laitekannan kanssa pystytään muodostamaan prosessointi- ja analytiikkakokonaisuus, jota pystytään hyödyntämään laajasti eri tyyppisissä biojalostushankkeissa. Yhdessä infrahankinta ja osaamisen kehittämishanke vahvistavat oleellisesti UEF:n alan tutkimusta ja mm. puumateriaalitieteen ja siihen kytkeytyvää 2018 alkavaa BioErkko-koulutusta sekä monia väitöskirjatöitä molemmilla kampuksilla. Huippuosaamista ja -laitteita pystytään hyödyntämään tehokkaasti jo laajassa alan yritysyhteistyössä P-Savossa ja laajemminkin.
Tausta ja tarve: Hankkeella on suora kytkentä mm. Tekesin TUTL-hankkeeseemme ValueWoodChem (SIB Labs&Farmasia), jossa olemme jo onnistuneet erottamaan ja puhdistamaan pieniä määriä muutamia hienokemikaaleja, joita hankkeen kautta pyrimme kaupallistamaan kansainvälisille markkinoille. Tällaiset puhdistetut nesteet soveltuvat mm. lääkeaineteollisuudelle, aromeiksi, hajusteiksi, karkotteiksi tai kasvitautien torjuntaan ja sairastuneiden kasvien hoitoon. Koska näitä kemikaaleja pystytään tuottamaan erittäin puhtaina ja myös suurina määrinä, pystymme tarjoamaan näitä kemikaaleja kilpailijoita edullisemmalla hinnalla. Tämä osaltaan edistää entisestään uusiutuvien raaka-aineiden aiempaa tehokkaampaa käyttöä, sillä näitä kemikaaleja tuotetaan nykyisin hyvin monimutkaisilla prosesseilla laboratorio-olosuhteissa. Usein niiden tuotanto myös perustuu uusiutumattomien raaka-aineiden käyttöön. Kaupallistamishankkeessa olemme jo herättäneet suurten yritysten, kuten Merck Sigman, kiinnostuksen mahdollisesta yhteistyöstä. Myös monet muut kansainväliset yritykset ovat kiinnostuneet tuotantoprosessistamme. Prosessimme kaupallinen potentiaali on siis erittäin merkittävä. Tarvetta tässä hankkeessa muodostettavalle laitteistokokonaisuudelle siis on sekä yliopistollamme että yritysten ja yhteistyötahojemme kannalta.
Toimenpiteet: Laitteistohankintaa valmistellaan aluksi testaamalla erilaisia kaupallisia laitteistoja erilaisilla testinäytteillä tutkimusryhmistä ja yrityksistä. Sen jälkeen hankinta kilpailutetaan. Tarkoitukseemme parhaiten soveltuva laite hankitaan, otetaan käyttöön ja sitä testataan erilaisilla todellisilla näytteillä, joita saamme myös yrityksiltä. Tulosten perusteella pystytään laatimaan hyvä ohjeistus ja keräämään tieto laitteistokokonaisuuden soveltuvuudesta eri näytetyypeille. Vastaavasti kaasukromatografimassaspektrometriaan (erityisesti 2D-GC-MS) ja mikrobiologiaan perustuvia menetelmiä kehitetään niin, että yritysten tuotekehitystä voidaan tukea nykyisiä menetelmiä merkittävästi paremmin.
Kohderyhmä ja yhteistyö: Biopohjaisten nesteiden ja biohiilen hyödyntämistä tavoittelevat yritykset ja biojalostusta sivuavat tutkimusprojektit yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa. Prosessointi- ja analytiikkakokonaisuutta hyödynnetään eri hankkeissa ja eri laitosten tutkimuksissa sekä yritysyhteistyössä kotimaisella ja kansainvälisellä tasolla, esim. parhaillaan haettavassa Bark biorefinery -EU-hankkeessa. Yritykset sitoutetaan tämän hankkeen toimintaan testaamalla laitekannan toimivuutta heidän näytteillään, jolloin heille tulee konkreettisia tuloksia ja kokemusta myöhemmin maksullisena palvelutoimintana tarjottavasta palvelusta, jollaista heillä ei nykyisin ole vielä saatavissa. Lisäksi projektin odotetaan tukevan myös palveluyritysten liiketoiminnan kehittymistä kansainväliselle tasolle.
Biotalous ja erityisesti biojalostusalan yritykset (puunjalostusyritykset, maatalousyritykset, elintarvikeyritykset, teknokemian yritykset,...) ja niiden työntekijät.
Hankkeen toimenpiteet kohdistuvat biohiiltä ja bionesteitä tuottaville ja jalostaville yrityksille. Yritykset ovat sekä
materiaalien tuottajia, että materiaaleista lopputuotteita jalostavia yrityksiä. Materiaalin tuottajat ovat tyypillisesti
sellaisia, joiden prosessissa syntyy termisesti prosessoitavia biomassoja (sahat ja muut puunjalostusteollisuuden
yritykset), elintarviketeollisuuden sivuvirtoja tuottavat yritykset, termisistä nesteitä ja biohiiltä hyödyntävät yritykset.
Yritysten lisäksi kohderyhmänä ovat biojalostusalan poikkitieteelliset tutkimusryhmät eri laitoksilla, eri yliopistoissa, korkeakouluissa ja sektoritutkimuslaitoksissa.
Biojalostukseen liittyviä opintoja ja opinnäytetöitä tekevät opiskelijat eri koulutusohjelmissa yliopistolla,
ammattikorkeakouluissa ja ammattiopistoissa.
Alan keksijät, ammattihenkilöt
Tutkimuspalvelujen tarjoajat ja projektoijat.
Sektoritutkimuslaitokset kuten THL ja Luken eri yksiköt.
Hanke tukee uuden yritystoiminnan syntymistä biojalostusalalle.
Välillisesti hankkeella tuotetaan tietoa mm. kehittäjäorganisaatioiden käyttöön, joita Pohjois-Savossa on ainakin 5
(alueelliset kehittäjät Pohjois-Savon eri puolilla). Nämä organisaatiot ovat usein mukana biojalostuksen eri hankkeissa
ja niille tiedotetaan hankkeen keskeiset tulokset, jotka liittyvät tuotekehitykseen ja yrityksille suunnattaviin palveluihin.
Hankkeen tuloksia hyödynnetään myös yliopisto-opetuksessa mm. opinnäytetöiden yhteydessä ja mahdollisuuksien mukaan oppimateriaalin valmistelussa (BioErko-koulutus, Wood MAterials Science -koulutus jne.).
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 174 445
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 171 570
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 249 205
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 245 458
Maakunnat: Pohjois-Savo
Seutukunnat: Kuopion, Varkauden, Koillis-Savon, Sisä-Savon, Ylä-Savon
Kunnat: Kiuruvesi, Lapinlahti, Kuopio, Siilinjärvi, Tervo, Tuusniemi, Keitele, Rautalampi, Suonenjoki, Varkaus, Pielavesi, Iisalmi
Jakeluosoite: Itä-Suomen yliopisto, SIB Labs, Yliopistonranta 1 E
Postinumero: 70210
Postitoimipaikka: Kuopio
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 | 4 |
| laitteiston hyödyntämisellä on myönteinen vaikutus | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 1 | 2 |
| laitteistojen ja osaamisen soveltaminen auttaa osaltaan mm. päästöjen vähentämisessä | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 0 |
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 2 | 4 |
| laitteiston soveltamisella myönteinen vaikutus kasvihuonekaasujen vähentämiseen ja vähähiilisten ratkaisujenkehittämiseen | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 2 | 3 |
| kehitettävät ratkaisut vähentävät tähteitä ja jätteitä | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 1 | 2 |
| laitteisto soveltuu hyvin uusiutuvien enrgialähteiden tutkimukseenkin | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 0 | 4 |
| laitteistojen hyödyntäminen varsinkin teollisessa mittakaavassa kehittää ja monipuolistaa elinkeinorakennetta biotalouden ja kiertotalouden suuntaan | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 3 | 6 |
| Laitteistoihin ja osaamiseen tulee liittymään palveluntarjonta. Parantaa tällaisten yritysten kykyä kehittää ratkaisuja kansainvälisille markkinoille. | ||
| 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 | 1 | 2 |
| Lisää tietoisuutta biojalostuksen uusista mahdollisuuksista biomassojen jätekäytön siirtämisessä kiertotalouteen. | ||
Hankkeessa oli kolme pääosiota: 1) tislaimen ja siihen liittyvien näytteiden käsittelylaitteiden hankinta, 2) kaksidimensionaaliseen kaasukromatografiaan perustuvien analyyttisten menetelmien kehittäminen ja 3) antimikrobisuutta kuvaavien mikrobikasvatuksiin perustuvien menetelmien kehittäminen. Osioita haettiin erillisinä ja oli rahoittajan pyynnöstä hakemusvaiheessa yhdistetty yhdeksi kokonaisuudeksi, koska liittyivät biojalostusteemaan, joka oli kehittämisen painopiste alueella.
Päätoiminnat keskittyivät laitehankinnassa hankintojen valmisteluun pääosin ensin tislaimen hankinnan valmisteluun ja valittavien teknologiavaihtoehtojen läpikäyntiin. Sen jälkeen tehtiin tislaimen hankinta kilpailutuksineen, laitteen asennus ja käyttökoulutus ja koeajot. Koeajovaiheessa toteutettiin esikäsittelylaitteiden hankinta ja päädyttiin hankkimaan tehokas sentrifugi ja nesteissä olevien hiukkasten poistoon soveltuva suodatuslaitteisto. Tuloksena tästä osakokonaisuudesta on nyt toimiva tislauslaitteisto ja sen näytteiden esi- ja jälkikäsittelyyn soveltuvat sentrifuugi ja suodatuslaitteisto.
Kaasukromatografisten analyyttisten menetelmien kehitystyössä toiminta keskittyi uusien 2D GC-MS menetelmien kehittämiseen tavoitteena erityisesti kehittää laaja-alainen profilointimenetelmä, jolla saataisiin näytteiden haihtuvien yhdisteiden pääryhmät.
Mikrobiologisten analyyttisten menetelmien kehitystyö sisälsi uusien kasvukäyriin perustuvien antimikrobisuuden testauksen erilaisilla aiemmissa projekteissa syntyneillä molekyyliseoksilla ja puhdasaineilla. Tuloksena on menetelmät, joita sovelletaan jatkossa biojalostushankkeissa sekä yrityslähtöisiin että omiin tutkimusnäytteisiin.