Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A73930

Hankkeen nimi: Selluloosapitoisten sivujakeiden jalostus DES-pohjaisella prosessilla uusiksi biotuotteiksi

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.6.2018 ja päättyy 31.5.2021

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan liitto

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto

Organisaatiotyyppi: Yliopisto

Y-tunnus: 0245895-5

Jakeluosoite: Pentti Kaiteran katu 1

Puhelinnumero: 0294 484108

Postinumero: 90014

Postitoimipaikka: Oulun yliopisto

WWW-osoite: http://www.oulu.fi/yliopisto/

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Henrikki Liimatainen

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Apulaisprofessori

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: henrikki.liimatainen(at)oulu.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0505659711

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Teollisuuden selluloosapohjaiset sivuvirrat kuten sahanpuru, kierrätyskuitu ja pakkausmateriaalit tarjoavat paikallisen ja edullisen raaka-ainelähteen useiden korkean jalostusarvon biotuotteiden valmistamiseksi. Näiden heterogeenisten jakeiden jalostaminen nykyisillä prosesseilla on kuitenkin usein haastavaa, ja jalostus on keskittynyt pääasiassa bulk-tuotteiden kuten biopolttoaineiden tuottamiseen. Tässä hankkeessa selvitetään kuinka ns. syväeutektisiin vihreisiin liuottimiin (Deep Eutectic Solvents = DES) pohjautuva jalostuskonsepti soveltuu paikallisten sivuainevirtojen teolliseen hyödyntämiseen. Konsepti on kehitetty Oulun yliopistossa ja se pohjautuu uusiin biopohjaisiin ja halpoihin kierrätettäviin liuottimiin, joita voidaan hyödyntää suoraan erilaisten jatkomateriaalien (funktionaaliset selluloosakuidut, nano- ja mikroselluloosa, sokerit ja muut liukoiset yhdisteet) prosessoimiseksi ligniinipitoisista sivujakeista. Nämä materiaalit toimivat puolestaan monipuolisina raaka-aineina paikalliselle teollisuudelle, mm. biopohjaisissa pakkauksissa (esim. elintarvikekalvot), vedenpuhdistus- ja prosessikemikaaleissa sekä eristemateriaaleissa. Hankkeen tavoitteena on erityisesti kehittää modulaarista jalostuskonseptia, joka voidaan liittää olemassa oleviin Pohjois-Suomen metsä- tai kemianteollisuuden tuotantolaitoksiin uusien biotuotteiden valmistamiseksi. Nykyisin biojalostamot perustuvat pääasiassa suuriin tuotantoyksiköihin ja niiden perustaminen ja toiminta vaativat merkittävästi investointeja, mutta kehitettävällä uudella konseptilla mahdollistetaan pienempien toimijoiden ja täysin uusien tuotteiden syntyminen biotalouteen.

Hankkeessa selvitetään paikallisesti saatavilla olevia DES-prosessointiin soveltuvia sivujakeita, jotka täyttävät lopputuotteille asetetut vaatimukset esim. mahdollisten epäpuhtauksien ja kustannusten osalta, sekä kehitetään prosessointia sivujakeille soveltuvaksi kemialliset ja fysikaaliset olosuhteet ja skaalautuvuus huomioon ottaen. Prosessoitujen sivujakeiden eli funktionaalisten kuitujen, nanosellun sekä liukoisten yhdisteiden toimintaa demonstroidaan valituissa uusissa biopohjaisissa lopputuotteissa (paperi, pakkaukset ja kalvot), filamentteina (tekstiilikuidut) ja vesikemikaaleina. Toinen pääasiallinen toimenpide hankkeessa kohdentuu DES-pohjaisen prosessoinnin kemikaalien kierrätykseen, missä kehitetään kalvoerotusmenetelmiin perustuvaa tehokasta ja kestävää puhdistus- ja kierrätysprosessia DES-kemikaalien uudelleenkäyttöä varten. Kehitettävästä jalostuskonseptista tehdään myös teknistaloudellinen kannattavuusarviointi sekä kestävyys- ja/tai elinkaariarviointi (LCA-tarkastelu) uuden kehitetyn toimintamallin arvioimiseksi, johon käytetään Oulun yliopistossa kehitettyä kestävyyden arviointityökalua. Tämä informaatio toimii lähtökohtana hankkeen jälkeisen seuraavan vaiheen eli pilot-mittakaavan tai esiteollisen toiminnan suunnittelussa ja toteutuksessa.

Hankkeen odotettavissa oleviin tärkeimpiin tuloksiin kuuluu modulaarinen ja vihreisiin kemikaaleihin pohjautuva jalostuskonsepti paikallisille teollisuuden selluloosapohjaisille sivujakeille (ns. tekninen proof-of-concept) ja toimintamalli Pohjois-Suomen selluloosapitoisten sivujakeiden kaupallisen hyödyntämisen tehostumiselle (esim. teknisen konseptin integrointi suurempii laitoksiin). Odotettavissa on myös uusia korkean jalostusasteen biotuotteita ja uutta tuotantoteknologiaa (demonstrointi), jotka ovat kilpailukykyisiä myös kansainvälisillä markkinoilla ja mahdollistavat uuden yritystoiminnan syntymisen. Samalla tehostetaan alueen yritysten liiketoiminnan materiaali- ja energiatehokkuutta (vähähiilisyys, biopohjaisten esimerkkituotteiden valmistus) ja vahvistetaan alueen biotalouden tutkimus- ja yritystoimijoita sekä verkottumista ja kansainvälisten yhteyksien muodostumista mm. paikallisen yrityselämän ja Oulun yliopiston olemassa olevien kansainvälisten kontaktien välille. Hankkeen tuloksia hyödynnetään myös oppilaitosten ja yliopiston opetus- ja tutkimustoiminnassa mm. uusien biomateriaalien kehittämiseksi.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Projektin varsinaisena kohderyhmänä on Oulun yliopisto, erityisesti sen biotalousala. Muita kohderyhmiä ovat yleisesti biotalouden pk-yritystoimijat sekä suuryritykset, erityisesti bioraaka-aineiden tuottajat (selluloosapitoiset sivujakeet mm. sahanpuru, kierrätyskuitu ja pahvi, esimerkiksi alueen sahat ja paperitehtaat kuten Kiertokaari ja Pölkky), biojalostajat (uusia konsepteja kehittävät pk-yritykset kuten Kaicell Fibers ja Chempolis) ja kemianteollisuus sekä biotuotteiden valmistajat (mm. pakkaukset, biokemikaalit ja diagnostiikka, useat alueen pk-yritykset kuten Chemec, EkoVilla ja Haarla). Hanke yhdistää Oulun yliopiston osaamista suurten ja pk-yritysten kanssa luomalla jalostuskonseptin, jossa esimerkiksi teollisuuslaitoksen sivujakeet voidaan jalostaa paikanpäällä pk-yrityksen toimesta uusiksi materiaaleiksi ja edelleen korkean jalostusarvon biotuotteiksi.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Välillisiä kohderyhmiä ovat biojalostamojen toteuttamiseen liittyvät yritykset kuten suunnittelutoimistot, laitetoimittajat ja konepajat sekä logistiikka- sekä mittauspalvelujen tuottajat. Näiden toimijoiden intressit realisoituvat hankkeen jälkeisessä seuraavassa vaiheessa, jolloin esikäsittelymenetelmät voidaan skaalata pilot-mittakaavaan ja edelleen kaupallistaa tuotannoksi. Lisäksi hankkeen välilliseen kohderyhmään kuuluvat kunnalliset kehittämisorganisaatiot, oppilaitokset sekä näiden sidosryhmät.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 282 369

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 257 451

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 371 886

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 339 861

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa

Seutukunnat: Oulun

Kunnat: Oulu

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Erkki Koiso-Kanttilankatu

Postinumero: 90014

Postitoimipaikka: Oulun yliopisto, Oulu

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Kyllä
Hankkeen aihepiiri liittyy keskeisesti tekniikkaan, joka on perinteisesti miesvaltainen toimi- ja osaamisala. Toisaalta oleellisena osana hanketta ovat uudet vihreät ympäristöteknologiat, jotka puolestaan kiinnostavat tutkimusten mukaan enemmän naisia kuin miehiä (mm. Schahn&Holzer 1990). Tämän vuoksi on oletettavaa että hanke edistää naisten osallistumista ja työllistymistä alalle. Tätä puoltavat myös tutkimustulokset, joiden mukaan naiset pyrkivät käytöksellään ja toiminnallaan vaikuttamaan miehiä aktiivisemmin ympäristön hyvinvointiin (Sjober&Scheiner).
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Hankkeen toiminnassa kuten kehitystyössä, rekrytoinneissa, ohjauksessa ja ohjausryhmän kokoonpanossa huomioidaan sukupuolten välinen tasa-arvo. Hankkeeseen osallistuvat henkilöt edustavat molempia sukupuolia, ja he toimivat sekä ohjaajina että hankkeen toteutuksessa. Osallistuvien yritysten edustajat ohjausryhmässä edustavat sekä naisia että miehiä.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Hankkeen toiminnassa kuten kehitystyössä, rekrytoinneissa, ohjauksessa ja ohjausryhmän kokoonpanossa huomioidaan sukupuolten välinen tasa-arvo. Hankkeeseen osallistuvat henkilöt edustavat molempia sukupuolia, ja he toimivat sekä ohjaajina että hankkeen toteutuksessa. Osallistuvien yritysten edustajat ohjausryhmässä edustavat sekä naisia että miehiä.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 10 10
Hanke kehittää vihreää teknologiaa selluloosapitoisten sivujakeiden valmistamiseksi. Sekä prosessi, raaka-aineet että lopputuotteet ovat ekologisesti kestäviä ja korvaavat nykyisiä haitallisia prosesseja ja öljypohjaisia materiaaleja. Hanke kohdentuu vähän hyödynnettyihin raaka-aineisiin, mikä edistää luonnonvarojen kestävää käyttöä.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 9 7
Hanke hyödyntää biopohjaisia, CO2-neutraaleja materiaaleja, joilla korvataan nykyisiä öljypohjaisia tuotteita.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 5 5
Kehitettävä konsepti perustuu vihreisiin, ympäristöystävällisiin kemikaaleihin, mikä vähentää luonnon monimuotoisuuteen liittyvää uhkaa.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 9 9
Hanke vähentää merkittävästi CO2 -päästöjä korvaamalla öljypohjaisia tuotteita uusiutuvilla tuotteilla.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 0 0
Hanke ei kohdistu Natura -kohteisiin.
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 10 10
Hanke toisaalta vähentää jätteiden syntyä (biohajoavat lopputuotteet) että hyödyntää nykyisiä materiaaleja ja sivutuotteita raaka-aineenaan kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 5 5
Kehitettävän prosessin energian tuotanto voidaan toteuttaa uusiutuvilla energialähteillä.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 9 9
Hanke kehittää uutta toimintamallia paikalliselle teollisuudelle ja yrityksille, jossa pienemmät toimijat voivat integroitua suurempien toimijoiden kanssa.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 4 3
Hankkeessa kehitettävä toimintamalli on mahdollista tuotteistaa ja markkinoida eteenpäin.
Liikkuminen ja logistiikka 0 3
Hanke kehittää paikallisista raaka-aineista biotuotteita, mikä vähentää materiaalien kuljetusta.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 0 0
Hanke luo uusia alueellisia työpaikkoja, osaamista ja toimintamalleja. Se myös edistää tutkimuslaitosten biotalouteen liittyvää toimintaa.
Tasa-arvon edistäminen 0 0
Kts. edellä.
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 0
Hanke edistää yhteiskunnallista aluekehitystä vahvistamalla alueen osaamista ja liiketoimintaa.
Kulttuuriympäristö 0 0
Hankkeelle ei ole erityisiä vaikutuksia kulttuuriympäristöön.
Ympäristöosaaminen 8 5
Hanke perustuu vihreisiin teknologioihin, ja hyödyntää jäte-/sivuvirtoja.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Tässä hankkeessa selvitettiin ns. syväeutektisiin vihreisiin liuottimiin (Deep Eutectic Solvents, DES) pohjautuvan jalostuskonseptin soveltuvuutta paikallisten sivuainevirtojen teolliseen hyödyntämiseen korkean lisäarvon biomateriaalien valmistamiseksi. Jalostuskonsepti pohjautuu uusiin biopohjaisiin ja halpoihin kierrätettäviin liuottimiin, ja sitä voidaan hyödyntää suoraan ligniinipitoisiin sivujakeisiin erilaisten jatkomateriaalien prosessoimiseksi. Nämä materiaalit toimivat puolestaan monipuolisina raaka-aineina paikalliselle teollisuudelle, mm. biopohjaisissa pakkauksissa ja selluloosapohjaisten filamenttien valmistuksessa. Hankkeessa kehitettiin selluloosapohjaisia lujikekuituja kartonkiteollisuuteen ja testattiin niiden toimivuutta eri lujikekuitujen lisäystasoilla. Lisäksi valmistettiin selluloosapohjaisia tekstiilikuitutyyppisiä ns. ”core-shell” filamentteja, joiden valmistukseen kehitettiin jatkuvatoiminen laitteisto ja tutkittiin filamenttien valmistusta erilaisissa olosuhteissa. Hankkeessa saatiin kehitettyä kaksi erityyppistä vähähiilistä lopputuotetta (selluloosapohjaiset lujikekuidut kartonkiteollisuuteen ja selluloosapohjaiset ”core-shell” filamentit), jotka pohjautuvat DES-pohjaisiin esikäsittelyihin ja biopohjaisiin raaka-aineisiin.
DES-käsitellyn kartonkilujikkeen eli mikrokuitujen ominaisuuksia vertailtiin lujikemateriaaliin, jota ei ole käsitelty DES:n avulla. DES-käsittelyllä tuotetun lujikemikrokuidun energiankulutus ei pienentynyt merkittävästi, mutta DES-käsittely muokkaa kuitua paremmin ja kuitu jauhautuu nopeammin mikrokuiduiksi. DES-käsitellyllä lujikekuidulla vahvistetun arkin tiheys kasvaa ja bulkki pienenee tavanomaiseen käsittelyyn verrattuna. DES-käsittely parantaa erityisesti kartongin lujuusominaisuuksia, repäisyindeksiä ja venymää. Suhteellista hintaa tarkasteltaessa suuri energiankulutus tekee pitkälle jauhetusta mikrokuidusta kallista suhteessa jauhatuksesta saatuun hyötyyn. Keskimääräinen jauhatustaso (eli 3-4 kWh/kg) on kustannustehokkain, kun verrataan energiankulutusta jauhatuksesta saatavaan hyötyyn. Tuloksista nähtiin, että alemmilla jauhatustasoilla hyvät lujuusominaisuudet saavutetaan merkittävästi alemmilla kustannuksilla korkeaan jauhatustasoon verrattuna. Koska DES-kemikaaleja kuluu suhteessa kuituun paljon, kuituraaka-aineen hinta vaikuttaa merkittävästi tuotettujen lujikekuitujen hintaan. Kemikaalin kierrätys vähentää merkittävästi kustannuksia. Kierrätystehokkuuden (kemikaalien talteenottoprosentti) vaikutus ei ole yhtä merkittävä, kuin kierrätyskertojen lukumäärä. Siten keskeinen tekijä on, että DES-kemikaaleja pystytään kierrättämään mahdollisimman monta kertaa. Edullista raaka-ainetta käytettäessä (keräyskartonki) kierrätyksen täytyy olla erittäin tehokasta, jotta DES-käsittelyä kannattaa hyödyntää. Kalliimpaa raaka-ainetta käytettäessä (esim. kraft-sellu) DES:n kierrätyksen vaikutus kokonaiskustannuksiin on vähäisempi.
Syväeutektisten liuottimien kemiaa hyödyntämällä voidaan tuottaa anionisia tai kationisia nanokuituja filamenttien tuotantoon, jotka soveltuvat tulevaisuuden tekstiileihin ja kuitukankaisiin. Filamentit muodostuvat kahdesta eri nanoselluloosakomponentista, joista toinen on positiivisesti ja toinen negatiivisesti varautunut. Ne muodostavat yhdistyessään kompleksin, josta taas muodostuu vedettäessä jatkuvaa filamenttinauhaa. Kehitetyssä filamenttilaitteessa komponentit suihkutetaan yhteen ruiskupumpuilla, minkä jälkeen ne jähmettyvät koagulaatioaltaassa. Muodostunut filamentti kuivataan ja kerätään rullaimen avulla. Hankkeen aikana tutkittiin useita eri valmistukseen vaikuttavia parametreja, kuten vetonopeuden, koagulaatioliuoksen konsentraation, syöttöneulan, komponenttien sakeuden ja virtausnopeuden, ja kuivauslämpötilan vaikutuksia.
Hankkeen aikana havaittiin, että olosuhteiden täytyy olla hyvin tarkasti säädetty, jotta jatkuvaa filamenttia saadaan aikaan. Toimivia DES-systeemejä nanokuitujen valmistukseen olivat aminoguanidiini-hydrokloridi-glyseroli (CDAC-CNF) tuottaen kuidulle kationisen pinnan sekä sulfamiinihappo-urea (S-CNF) ja referenssinä TEMPO-hapetus (TO-CNF), jotka molemmat tuottivat anionisen pinnan. 550–600 °C todettiin optimaaliseksi kuivauslämpötilaksi, koska kuivausilman täytyy olla kuumaa, jotta filamentti saadaan kuivattua lyhyessä ajassa. Spinnausnopeuden vaikutusta tutkittaessa optimaaliseksi nopeudeksi todettiin 0,45–0,55 mL/min, kun sekä ulko- että sisäkehällä on sama virtausnopeus. Ulkokehän virtauksen kasvu parantaa filamentin rakennetta. Paras tulos saadaan, kun ulkokehän virtausnopeus on 30 % suurempi kuin ytimen. Filamenttien pesun osoitettiin myös merkittävästi parantavan filamenttien vetolujuutta. Suurin vetolujuus saavutettiin pestylle S-CNF/CDAC-CNF filamentille, jonka valmistuksessa käytettiin vain DES-pohjaisia nanokuituja, joka osoitti myös ympäristöystävällisemmän filamentin valmistuksen olevan mahdollista. Tulokset osoittivat nanoselluloosaan perustuvien ydin/kuori filamenttien jatkuvatoimisen valmistuksen onnistuvan ja niiden selkeän potentiaalin valmistettaessa jatkuvaa filamenttilankaa.
Hankkeessa tutkittiin ChCl-urea -DES:n kierrätystä kalvoerotusmenetelmillä. Jokainen ultrasuodatus- (UF), nanosuodatus- (NF) ja pervaporaatio (PV) kalvo altistettiin ChCl-urealle 5 vuorokautta 40 °C:ssa, sekä PV-kalvoja myös 60 °C:ssa. Tulokset osoittavat, että ChCl-ureaa kestäviä UF, NF ja PV-kalvoja löytyi, ja nämä kalvot valittiin puhdistuskokeisiin. 90% ChCl-urea/10% vesiseoksen vedenpoistoa tutkittiin kolmella eri kalvolla: PERVAP 4155-80 (DeltaMem AG), sekä PDMS ja TiO2 (Helmholtz-Zentrum Geesthacht, HZG), lämpötilavälillä 50–60 °C. Näytteet analysoitiin aikaerotteisella Raman-spektroskopialla, ja tulokset kvantitoitiin. ChCl-ureaa ei havaittu missään permeaattinäytteissä. Sen sijaan, pieniä määriä ChCl-urean hajoamistuotteita havaittiin PDMS and TiO2 -kalvojen permeaattinäytteissä, mikä osoittaa osoittaa ChCl-urean hajoamisen 50 °C. Suurin permeaattivuo, 413,39 g/m2h, saavutettiin PDMS-kalvolla 60 °C:n lämpötilassa. Tulokset osoittavat, että pervaporaatio on lupaava menetelmä ChCl-urean jäännösveden ja hajoamistuotteiden poistamisessa, parantaen siten DES:n kierrätettävyyttä.
Hankkeessa toteutettiin kestävyysanalyysi elinkaariarvioinnin (Life Cycle Assessment, LCA) ja multikriteerianalyysin (Multi Criteria Analysis, MCA) avulla kartonkilujitteena toimivasta DES:llä valmistetusta lujikemikrokuidusta. Tarkastelukohteena oli DES-käsittely (ChCl-urea), joka tehtiin 40 kg kierrätyskartonkikuituerälle olettaen, että DES-seosta kierrätetään prosessissa 10 kertaa 95 %:n talteenottoteholla ja 5 %:n vesihävikillä. DES-kemikaalien kierrätyksessä käytettyjen membraanien valmistus ja hävitys rajattiin tarkastelun ulkopuolelle, sillä niiden vaikutusten oletettiin olevan alhaisia käsiteltyä kuitutonnia kohden johtuen membraanien pitkästä käyttöiästä. LCA-tutkimus osoitti, että DES-käsittelyssä käytetyllä koliinikloridilla on suurin merkitys prosessin aiheuttamille ympäristövaikutuksille. Riippuen käytetystä koliiniklorididatasta ja DES-seoksen hävitysvaihtoehdosta (loppusijoitus kaatopaikalle, poltto) 40 kg:n kierrätyskartonkikuituerän DES-käsittelyn hiilijalanjälki vaihteli välillä 166–326 kg CO2 eq. Tarkastelluissa vaihtoehdoissa koliinikloridin osuus hiilijalanjäljestä oli 48–80 %. Prosessin energiankulutuksella oli hyvin vähäinen vaikutus tuloksiin. LCA-tulosten perusteella merkittävin toimenpide DES-käsittelyn aiheuttamien ympäristövaikutusten vähentämiseksi on parantaa DES-seoksen käyttö- ja kierrätystehokkuutta. Esimerkiksi jos DES-seoserällä käsiteltävä kuitumäärä voidaan kaksinkertaistaa (käsittelysakeus), puolittuvat kuitukiloa kohden lasketut DES-käsittelyn aiheuttamat ympäristövaikutukset
Toisena kestävyysanalyysimenetelmänä hankkeessa käytettiin multikriteerianalyysiä (MCA), joka ottaa huomioon kaikki kestävyyselementit eli tekniset-, taloudelliset-, ympäristölliset- ja sosiaaliset seikat. Tarkasteluun valittiin neljä eri case-tapausta: Ensimmäinen ja toinen vaihtoehto olivat kahden eri DES-yhdisteen (1. ChCl-urea ja 2. ChCl-imidatsoli) avulla kierrätyskartongista valmistetun kartongin lujikemateriaalin prosessointi, kolmas vaihtoehto oli sahanpurusta valmistetun lujikekuidun prosessointi ja referenssinä käytettiin prosessia, jossa ei käytetty DESsiä. Arvioinnissa käytettiin 28 kriteeriä (8 teknistä, 6 taloudellista, 8 ympäristöllistä ja 6 sosiaalista ja terveyteen liittyvää kriteeriä). Tekninen analyysi osoitti, että vaihtoehdoilla 1 ja 2 (DES prosessoinnit) saavutetaan paras lopputulos. DES käsittely parantaa materiaalin lujuusominaisuuksia merkittävästi. Kaikki tekniset kriteerit huomioiden vaihtoehto 1 on 4,4 % parempi kuin vaihtoehto 2; 16,4 % parempi kuin vaihtoehto 3 ja 30,5 % parempi kuin referenssi. DES-käsittely lisää huomattavasti käyttö- ja investointikustannuksia. Referenssivaihtoehto on 14,3 % parempi kuin vaihtoehto 3; 61,7 % parempi kuin vaihtoehto 1 ja 89,8 % parempi kuin vaihtoehto 2. Ympäristöllisesti tarkastellen referenssi on kestävin vaihtoehto. DESsien valmistus, käyttö ja kierrätys aiheuttavat päästöjä. Referenssi on 6,2 % parempi kuin vaihtoehto 3 ja 22,9 % parempi kuin molemmat DES vaihtoehdot. Kun tarkastellaan kestävyyttä kokonaisuutena huomioimalla kaikki kestävyysdimensiot (tekninen, taloudellinen, ympäristöllinen ja sosiaalinen) havaitaan referenssivaihtoehdon saavuttaneen parhaan tason. Se on 3,7 % parempi kuin vaihtoehto 3; 7,0 % parempi kuin vaihtoehto 1 ja 16,0 % parempi kuin vaihtoehto 2.
Yhteenvetona voidaan todeta, että DES-käsittelyt ovat sekä teknisesti että kestävyyden kannalta usein paras vaihtoehto sovelluksiin, joissa materiaaleja ei voida valmistaa ilman niiden kemiallista funktionalisointia tai muuta muokkausta. Näihin sovelluksiin DES-käsittelyt tarjoavat vihreän vaihtoehdon selluloosapohjaisten materiaalien jalostamiseksi uusiksi tuotteiksi.