Hankelistaus

#savoniaAMK

Hankkeen tiedot

NimiTerminen biomassareaktori ESR
Aloituspäivä1.6.2022
Lopetuspäivä31.12.2023
www-sivut-
TilaKäynnissä
YhteyshenkilöTaru Rahkonen
KuvausHankkeen tavoitteena on suunnitella, valmistaa ja testata uusi pilottimittakaavan jatkuvatoiminen termokemiallinen biomassareaktori. Reaktorin kapasiteetiksi on suunniteltu 60-90 kg/h sisään menevää biomassaa. Reaktori mahdollistaa kiinteän biomassan torrefioinnin tai pyrolysoinnin hiileksi ja tisleiden talteenoton (kondensoidut tisleet eri vaiheista). Tavoitteena on toteuttaa TKI-toimintaan soveltuva täysin toimiva laitteistokokonaisuus sisältäen myös biomassojen esikäsittelyn ja lopputuotteiden (biohiili ja tisleet) keräyksen.
Teknologia asennetaan merikonttiin, jotta laitteisto olisi mahdollisimman helposti siirrettävissä ja turvallisesti käytettävissä sekä soveltuu yritysten tuotekehityskäyttöön ja koulutukseen kohti hiilineutraalia yritystoimintaa.

Koeajoilla puupohjaisilla biomassoilla pyritään saamaan tietoa konseptin toimivuudesta, skaalautuvuudesta ja tuotteiden laadusta. Potentiaalisten tuotteiden laatu ja määrä arvioidaan analyysien, karakterisointien ja eri sovelluskokeiden avulla yhdessä teollisten kumppanien kanssa.
Hankkeessa kehitettävä biomassan prosessointikonsepti, pilotti-mittakaavan laitteisto sekä uusi tieto ja liiketoimintamallit hyödyttävät näin maakunnan pk-yrityksiä.

Tämän ESR-hankeosion konkreettisia tavoitteita ovat:
• käyttöönotto, testaus ja optimointi liittyen toteutettavaan jatkuvatoimiseen termiseen reaktorilaitteistoon
• yhdessä yritysten kanssa löytää maakunnan sivuvirroille hyötykäyttöä ja laajentaa paikallisesti tuotetun biohiilen ja nestejakeiden markkinoita
• parantaa toimijoiden prosessiosaamista ja laitevalmiuksia laajemminkin paikallisten biomassojen käsittelyssä ja kaupallistamisessa sekä siirtää osaamista tukemaan yritysten Vihreää siirtymää
• edesauttaa biomassojen tehokasta prosessointia hiileksi, johon pystytään varastoimaan tehokkaasti biomassaan sitoutunutta hiiltä
• tarkastella prosessointikonseptia yritysten näkökulmasta ja työ- ja ympäristöturvallisuuden kannalta sekä siirtää tällaista osaamista erityyppisten toimijoiden käyttöön mm. työpajojen, seminaarien ja tuotetun kirjallisen materiaalin avulla.

KehittämistarveHankekokonaisuus koostuu kolmesta toisiaan täydentävästä hankeosiosta: 1) investointihanke (EAKR-investointi Pohjois-Savon liitto),2) laitteiston suunnittelu ja toteutus (EAKR-toiminta, Pohjois-Savon liitto) ja 3) käyttöönotto, testaus ja optimointi (ESR-toimintahanke, ELY ). Hankkeen tavoitteena on rakentaa, ottaa käyttöön ja testata uusi pilottimittakaavan jatkuvatoiminen termokemiallinen biomassareaktori. Reaktorin kapasiteetiksi on noin 60-90 kg/h sisäänmenossa ja noin 20-30 kg/h biohiiltä ulostulossa. Reaktori mahdollistaa kiinteän biomassan (torrefioinnin tai pyrolysoinnin hiileksi) ja tisleiden talteenoton (kondensoidut tisleet eri vaiheista ja eri lämpötiloissa). Teknologia asennetaan merikonttiin, jotta laitteisto olisi mahdollisimman helposti siirrettävissä käyttökohteisiin ja käyttäjäystävällinen.

Tässä hankeosiossa keskitytään laitteistokokonaisuuden käyttöönottoon, testaukseen ja optimointiin. Myös tuoteturvallisuus ja mahdollisten ympäristövaikutusten huomioiminen uusien biotuoteaihioiden jatkohyödyntämisen kannalta on oleellista selvittää jo alkukehitysvaiheessa. Tavoitteena on tutkia tuotteiden turvallisuutta sekä ihmisen että ympäristön kannalta eli millaisia kaasumaisia, kiinteitä (mahdollisesti myös nanopartikkeleja) tai nestemäisiä aineita niistä vapautuu ja kuinka suuria määriä.
Toimenpiteet
TuloksetTämän ESR-hankkeen toteutus ja konkreettiset toimenpiteet on jaoteltu neljään työpakettiin, jotka Savonia ja UEF toteuttavat yhdessä yritysten kanssa. Tavoitteena on saada mukaan laajasti erityyppisiä toimijoita ja huomioida heidän tarpeitaan ja näkökohtiaan.

Työpaketti 1: Prosessin suunnittelu yritysten tarpeiden näkökulmasta

Työpaketti 2: Prosessikokonaisuuden käyttöönotto, testaus ja optimointi.

A) Laitteiston testaus ja parametrien optimointi. Toimivuus erityyppisille biomassoille (sahanpuru, hake, kuoret);
B) Biohiilen analysointi kattavilla karakterisointitekniikoilla toiminnallisten ominaisuuksien arvioimiseksi eri sovelluksia silmällä pitäen (koostumus, pH, huokoisuus, aktiivinen pinta-ala, pintakemia, liukenevat yhdisteet jne.), vertailu kirjallisuuteen ja referenssinäytteisiin;
C) Testiajoissa kerättyjen tisletuotteiden kvantitointi ja kvantitatiivinen analyysi (HR-NMR, massaspektrometriat, FTIR) käyttöpotentiaalin arvioimiseksi eri sovelluksia varten sellaisenaan tai puhdistettuna skaalautuvilla moderneilla tekniikoillamme (short path distillation, CPC)

Työpaketti 3: Huolto- ja käyttökoulutus. Prosessin turvallisuuteen ja tuoteturvallisuuteen, kestävään kehitykseen ja Vihreään siirtymään liittyvät näkökohdat.

Uusien biotuoteaihioiden jatkohyödyntämisen kannalta on oleellista selvittää jo alkukehitysvaiheessa, kuinka turvallisia tuotteet ovat sekä ihmisen että ympäristön kannalta eli millaisia kaasumaisia, kiinteitä (mahdollisesti myös nanopartikkeleja) tai nestemäisiä aineita niistä vapautuu ja kuinka suuria määriä. Tässä hankkeessa tällaiset perustestit toteutetaan vain parhaille kehitetyille tuoteaihioille/prototyypeille tekemällä esim. fokusoituja emissiotestejä, analysoimalla liuenneita aineita (kierrätyslannoitteet) tai arvioimalla toksisuutta esim. micro-Ames –testien avulla.


Työpaketti 4: Tiedon jalkautus, viesintä, tiedotus ja raportointi


KumppanitSavonia-ammattikorkeakoulu toteuttaa hanketta yhdessä Itä-Suomen yliopiston ja paikallisten yritysten kanssa.

Hankkeen varsinaiset kohderyhmät ovat pohjoissavolaiset biotalouden yritykset, palveluyritykset, toiminnanharjoittajat, maa- ja metsätalouden harjoittajat sekä oppi- ja tutkimuslaitokset. Lisäksi kohderyhmänä ovat biotalousalan toimijat laajemmin kansallisesti. Kohderyhmänä ovat kaikki biopohjaisten sivuvirtojen tuottajat sekä näiden jatkokäyttäjät.

Hanke tuottaa osaltaan tietoa erityyppisille kohderyhmille kuten poliittiset päättäjät, kansalaisjärjestöt, ProAgria, MTK jne. liittyen hiilen sidontaan ja biomassojen hyödyntämiseen kestävän kehityksen mukaisesti. Hankkeessa kehitettyä osaamista ja tiivistä yritysyhteistyötä hyödynnetään myös korkeakoulujen opetuksessa.
RahoittajaESR Flat Rate 2014-2020