Enerve – Energiatehokas vedenpoisto

01.01.2021 - 31.12.2022

Projekti

Hanketta rahoitetaan Euroopan aluekehitysrahastosta (EAKR). Hanketta toteuttavat Itä-Suomen yliopisto ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Oy (päätoteuttaja).

Rahoittaja(t)

Päärahoittaja

Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

Enerve – Energiatehokas vedenpoisto rahoittajan logo Enerve – Energiatehokas vedenpoisto rahoittajan logo Enerve – Energiatehokas vedenpoisto rahoittajan logo

Enerve-hankkeen tavoitteena on kehittää ja pilotoida uusia mittaus- ja mallinnusmenetelmiä energiatehokkaaseen
vedenpoistoon. Hanke toteutetaan tiiviissä yhteistyössä yritysten kanssa. Uuden teknologian toimivuus
demonstroidaan pilot- ja todellisissa kohdeprosesseissa. Lisäksi toteutetaan kaupallistamisselvitys mahdollisille
tuoteaihioille.

Kuitujen sisältämä vesi voidaan jakaa kuitujen sisäiseen ja ulkoiseen veteen. Näissä tiloissa vesi voi olla puolestaan
vapaana tai sitoutuneena. Veden määrään kuidussa ja kuidun lähellä vaikuttavat ympäristön kemiallinen tila,
kuituseinämän huokoisuus, kuidun hydrofiilisyys ja kuidun pinnalla olevat fibrillit. Kemiallisen tilan muutoksia
aiheuttavat mm. sellutehtaalla keitto sekä pesuprosessi ja paperi/kartonkitehtailla pH-säätö. Kuituseinämän
huokoisuus on peruja kuituraaka-aineen ominaisuuksista ja edelleen ympäristön kemiallisesta tilasta. Kuidun pinnalla
olevien mikro – ja makrofibrillien määrää vaikuttaa edellisten lisäksi mekaaniset käsittelyt kuten kuidutus ja jauhatus..

Veden sijainnin ymmärtäminen on tärkeää, koska se vaikuttaa paperi– ja kartonkikoneella mm. puristinosan
vedenpoistoon ja kuivatusosalla tarvittavaan kuivatusenergiaan. Esimerkiksi kartonkikoneella 90% energiasta kuluu
vedenpoistoon. Kyse ei ole siis pelkästään vesimolekyylien haihduttamisesta vaan kuidun selluloosapolymeerien ja
veden välisten sidosten purkamisesta. On myös huomattava, että kuivatusenergia on erittäin merkittävä osa paperinja
kartonginvalmistuksen energiatarpeesta, joten sen parempi ennakointi ja hallinta tarkoittavat merkittäviä
kustannussäästöjä tuotannossa. Mittaus- ja mallinnusmenetelmällä on oletettavasti merkittävää hyötyä esimerkiksi
selluloosan ja vaneriviilujen kuivausprosessien energiatehokkuuden parantamisessa. Myös energiantuotannossa on
tärkeä tietää polttoaineen kosteus ja sitä kautta polttoaineen palamisen yhteydessä kuivatukseen kuluva energia, jotta
energiantuotanto voidaan pitää ennakoidulla tasolla. Polttoaineen laatuun liittyen voidaan toteuttaa myös ns.
softsensoreita, joiden avulla voidaan paremmin kontrolloida palamisprosessia.

Xamkin Kuitulaboratoriossa on tehty usean vuoden ajan uuteen mittausmenetelmään liittyvää soveltavaa tutkimusta,
jolla pystytään mittaamaan vesimolekyylien tilat sekä kuitu- että puunäytteissä. Tutkimuksena tuloksena on syntynyt
useita keksintöilmoituksia, kolme patenttia ja useita tieteellisiä julkaisuja. Tämän lisäksi Itä-Suomen yliopiston
Ympäristö- ja biotieteiden laitoksen prosessi-informatiikan tutkimusryhmä on tehty vuodesta 2004 lähtien teollisuuden
prosessien tekoäly-tutkimukseen liittyvää kehitystyötä, jonka avulla voidaan tuottaa ratkaisuja prosessien
mallinnukseen ja hallintaan. Tähän osaamiseen perustuva reaaliaikainen mittaaminen ja mallinnus mahdollistavat
energiatarpeen ennakoinnin ja sitä kautta prosessien kustannustehokaan säädön. Paremman ennakoinnin ja säädön
myötä tulee mahdollisuus energiatuotannon optimointiin, jolloin saavutetaan sekä ympäristön että taloudellisuuden
suhteen paremmat tulokset.

Hankkeen toteutetaan myös kaupallistamisselvitys, jossa kartoitetaan potentiaaliset asiakkaat ja heidän
sovellustarpeensa liittyen hankkeen aihepiiriin. Lisäksi selvitetään merkittävimmät kilpailijat ja analysoidaan tuotteiden
vahvuudet ja heikkoudet. Tämän tiedon perusteella voidaan löytää potentiaalisimmat tuotesegmentit ja selvitetään
tulosten mahdolliset hyödyntämispolut.

Hankkeen päätavoitteena on kehittää ja pilotoida uusia mittaus- ja mallinnusmenetelmiä energiatehokkaaseen
vedenpoistoon. Sen toimenpiteet jakautuvat puolestaan neljään eri työpakettiin, jotka ovat WP1 Määrittely, WP2 Teknologian kehittäminen, WP3 Tekoälymallit, WP4 Kaupallistaminen ja WP4 Projektin hallinta ja raportointi.
Syntyvän tutkimustiedon ja soveltavan tutkimuksen avulla tuetaan niitä alueellisia vahvuuksia, joita kehittämällä on
mahdollista saavuttaa kansainvälistä kaupallista kärkiosaamista yhdellä globaalin monitorointi- ja mallinnusbisneksen
merkittävimmistä markkina-alueista. Hanke tukee teollisuuden kestävää kehitystä.

 

Ajanjakso

01.01.2021 - 31.12.2022

Ryhmän jäsenet - UEF