Puu- ja tekstiilikuiduille lisäarvoa tutkimuksella ja pilotoinneilla

Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu on tehnyt kuitutuotteiden ja -prosessien tutkimusta Savonlinnassa 15 vuoden ajan. Olemme saaneet tunnustetun aseman osana suomalaista uusiutuvan metsäteollisuuden tutkimus- ja innovaatiokenttää.

Alkuvaiheessa kehittämisen kohteeksi Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja silloisen Mikkelin ammattikorkeakoulun tutkimustoiminnassa fokusoitui suspensiotilaisen kuituaineksen käsittelyprosessit. Kemiallisen metsäteollisuuden ja paperiteollisuuden murros, globalisaatio ja orastava uusien biotuotteiden läpimurto onkin ollut vahvasti läsnä yksikön arjessa koko yksikön elinkaaren ajan.

Yksikön tullessa osaksi Xamkia toiminta on uudistunut merkittävästi. Teollisten prosessien ja tuotteiden tehostaminen on edelleen tärkeä osa toimintaamme. Kasvavassa määrin TKI-toimintamme on painottumassa uusien puupohjaisten ja kiertotalouden periaattein tuotettujen tuotteiden ja niiden tuotantomenetelmien kehittämiseen.

Muovia korvaamassa

Selluloosajohdannaiset ovat olleet tieteellisen ja teknisen tutkimuksen ja sovellustoiminnan mielenkiinnon kohteena Euroopassa useiden vuosikymmenien ajan. Muovia korvaavien ja kestävän kehityksen mukaisten tuotteiden globaali tarve on nostanut uudet selluloosatuotteet ja niiden tehokkaan prosessoinnin entistä voimakkaammin tutkimuksen kohteeksi. Erityisen tärkeää tämä kehityskohde on metsävaltaiselle Suomelle.

Vaikka EU:n muovidirektiivi aiheuttaa hieman tummia pilviä myös puusta valmistettujen kuitutuotteiden tulevaisuudelle, on alan tutkimukseen ja kehitykseen nyt suurempi tarve kuin koskaan. Samoin on osattava kertoa puun hyvistä ominaisuuksista esimerkiksi fossiilisista raaka-aineista tehtyihin tuotteisiin verrattuna. Tässä meillä osana suomalaista metsäbiotalouden kenttää on vielä oppimista.

Nykyisin selluloosajohdannaisten tuottaminen vaatii erittäin suuria vesi- ja kemikaalimääriä. Xamk Kuitulaboratoriossa onkin tehty OKM:n Flagship-hankkeessa merkittäviä panostuksia tutkimusalustaan, jolla näitä prosessihaasteita voidaan ratkaista. Tuloksena tulee olemaan resurssitehokkaita prosesseja ja innovaatioita niin mikrosellun kuin makrosellun muokkaamiseksi innovatiivisiksi tuotteiksi.

Selluloosan liukoisuuden ja mekaanisten ominaisuuksien teollinen muokkaus on avainasia kehitettäessä kilpailukykykyisiä puuhun pohjautuvia muovia korvaavia sovelluksia. Selluloosan houkuttelevuutta uusien applikaatioiden lähtöaineena voidaan lisätä merkittävästi, jos esimerkiksi sen lämpömuokattavuutta voidaan hallitusti ja kustannustehokkaasti parantaa. Selluloosan reaktiivisuuteen ja moolimassan säätöön tähtäävien teollisten prosessien kehittäminen onkin ottamassa merkittäviä askeleita Suomessa lähivuosina.

Uusia teknologioita ja kiertotaloutta

Kemiallisessa metsäteollisuudessa vuosikymmenien aikana hankittu osaaminen ja kokemus tarjoavat hyvän pohjan kokonaan uusien prosessi- ja materiaalikonseptien kehittämiselle.

Kemia ei muutu. Metsäraaka-aine tunnetaan hyvin ja sen varaan voidaan laskea niin pienten askelten kuin radiaalienkin innovaatioiden kehittäminen. Sovellukset voivat olla muovia korvaavien pakkausten barrier-materiaaleja, biopohjaisia filmejä tai komposiitteja.

Kun kehitysvisioon yhdistetään vielä teolliset uudet valmistustekniikat, kuten biopohjaisten materiaalien 3D-tulostus, olemme monestakin näkökulmasta mielenkiintoisen materiaali- ja teknologiamurroksen äärellä.

Xamkin Kuitulaboratorion tutkimusympäristöt ja osaaminen ovat saaneet merkittävän jalansijan kokonaan uusissa kiertotalouden kohteissa. Erityisen merkittävä avaus tällä sektorilla on tekstiilin kierrätyksen ja uusiokäytön tehostaminen.

Lähivuosina metsäbiotalouden prosesseja testataan ja verifioidaankin osana laajaa yhteistyöverkostoa tekstiilijätteen kierrätyksen eurooppalaisten haasteiden ratkaisemiseksi. Samalla suomalaisen yritys- ja tutkimustoiminnan ratkaisu tämän globaalin haasteen ratkaisussa ottaa erittäin merkittävän edistysaskeleen.

Yritysten palaute rohkaisevaa

Xamk Kuitulaboratoriossa selvitettiin kesällä 2020 biotuotetekniikan insinööriharjoittelijoiden voimin niitä yhteiskunnallisia ja teknistaloudellisia vaikutuksia, joita yksikön kanssa innovaatioyhteistyötä tekevät yritykset kokevan saaneensa kehitystyön tuloksena.

Vastauksissa korostuivat materiaalitehokkuus sekä veden, kemikaalien ja hiilidioksidipäästöjen pienentäminen innovaatioiden avulla. Yritykset kokevat, että paikallisten Savonlinnan talousalueelle kohdistuvien myönteisten vaikutusten lisäksi positiivista muutosta on tuettu kansallisesti mm. useilla metsäteollisuuspaikkakunnilla.

Lähes puolet vastaajista totesi, että vaikutukset ovat levinneet myös kansainväliselle tasolle. Tulevaisuus metsäraaka-aineen innovaatioiden tutkimusalustana näyttää edelleen hyvältä.