Selluloosa on yksi yleisimmistä uusiutuvista ja kierrätettävistä raaka-aineista, joita käytetään nykyään useissa pakkaus- ja prosessiteollisuuden tuotteissa. Selluloosalla on kuitenkin edelleen valtava potentiaali olla raaka-aineena enemmän lisäarvoa tuoville ja pitkäikäisille tuotteille, kuten arvokkaille tekstiilimateriaaleille tai kemiallisesti muunnetuille selluloosatuotteille, jotka voivat korvata esimerkiksi muovipohjaisia pakkausmateriaaleja sekä polyesteri- ja puuvillakuituja.
VTT:n koordinoima Helsingin ja Oulun yliopistojen kanssa yhteistyössä toteuttama ValCel - Value for Cellulosics -hanke pyrkii kehittämään uusia kestäviä ja tehokkaampia menetelmiä selluloosakemikaalien ja -materiaalien valmistamiseksi. Hiilineutraaliustavoitteet EU:ssa ja Suomessa merkitsevät siirtymistä pitkälti fossiilisiin raaka-aineisiin perustuvasta taloudesta resurssitehokkaampaan talouteen, jossa hyödynnetään laajasti uusiutuvia ja kierrätettyjä luonnonvaroja.
”ValCel-projektin painopistealueina on laajentaa tietämystä selluloosan liuottamisesta ja kemiallisista muokkauksista ionisten nesteiden avulla, sekä tutkia täysin uusia menetelmiä funktionalisoitujen selluloosatuotteiden valmistamiseksi syväeutektisilla liuottimilla (DES). Nämä teknologiat tarjoavat suomalaisille yrityksille tulevaisuuden liiketoimintamahdollisuuksia parempien tuotantoprosessien ja uusien tuotteiden kautta”, kertoo työelämäprofessori Mika Härkönen VTT:ltä.
Ensimmäisen projektivuoden tulokset ovat osoittaneet suuren potentiaalin käyttää ionisia nesteitä ja DES:iä selluloosan liuotuksessa ja kemiallisissa modifiointiprosesseissa. Tulokset luovat pohjaa paperisellun käytölle lisäarvoisissa sovelluksissa, joissa tyypillisesti käytetään liukosellua.
”Tutkimukset ovat paljastaneet uutta tietoa selluloosakuitujen liukenemismekanismeista ionisiin nesteisiin, ja kemiallisen muokkauksen tutkimus osoittaa, että mm. selluloosan esteröinti- ja karbamointireaktiot tapahtuvat helposti ionisissa nesteissä. DES:n ja korkean sakeuden mekaanisen käsittelyn yhdistelmä on tuottanut syvällistä ymmärrystä selluloosan prosessointiparametreista ja vuorovaikutuksista DES-liuotinjärjestelmissä”, Härkönen kuvailee.
Prosessimallinnustyö on aloitettu tavoitteena kuvata kemiaa, termodynamiikkaa ja teknistaloudellista toteutettavuutta valituille ionisia nesteitä käyttäville selluloosatekstiilikuitujen valmistuksen prosessikonsepteille.
Kaksivuotinen hanke on Business Finlandin rahoittama ja tärkeimmät teolliset yhteistyökumppanit ovat Kemira, Metsä Fibre ja Metsä Spring. Muut hankkeen teolliset yhteistyökumppanit ovat Liuotin Group, Top Analytica, Pixact ja BrightPlus. Hanke on osa Fortumin ja Metsä Groupin ExpandFibre -ohjelmia.
