erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · energiamarkkinat ja aurinkotalous energian...
TRANSCRIPT
![Page 1: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/2.jpg)
Erotustekniikan mahdollisuuksia
luonnontuotealallaLappeenranta 05.04.2017
Mari Kallioinen, TkT, Tutkijaopettaja
Resurssitehokkuustutkimusalustan johtaja
Lappeenrannan teknillinen yliopisto
[email protected], Puh. 050 586 25062
![Page 3: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/3.jpg)
LUT LUKUINA 2015
1969perustettu 1969,
alusta asti tekniikka
ja talous yhdessä
920 tieteellistä julkaisua
4353 perustutkinto-opiskelijaa
rahoitus 78 M€: opetus- ja
kulttuuriministeriö 48,9 M€,
täydentävä rahoitus 29,1 M€
524 tohtorikoulutettavaa
893 henkilökunnan jäsentä
78 M€
70
⅓
eri kansallisuutta
kampuksella
uusista opiskelijoista
ulkomaisia
3
![Page 4: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/4.jpg)
Puhdas energia ja vesi, kiertotalous
sekä kestävä liiketoiminta ja yrittäjyys
ovat keskeisessä asemassa LUT:in
strategiassa
4
![Page 5: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/5.jpg)
LUT RATKAISEE
PUHDAS ENERGIA Energiamarkkinat ja aurinkotalous
Energian muunto- ja varastointiteknologiat
Kestävyystutkimus
KIERTOTALOUS Veden puhdistus ja
uudelleenkäyttö
Kierrätetyn ja uusiutuvan
raaka-aineen käsittely
Tuotteet ja elinkaariarviointiKESTÄVÄ LIIKETOIMINTA
JA YRITTÄJYYS Innovointi ja kestävä arvonluonti
PK-yritykset ja kansainvälinen
yrittäjyys
Liiketoiminnan analytiikka ja päätöksenteko
Yritysten digitalisaatio
POIKKILEIKKAAVAT TEEMAT Digitalisaatio ja datatiede
Kärkialojen tutkimus Venäjän
kontekstissa ja parhaiden
venäläiskumppaneiden kanssa
ARVOMME | ROHKEUS MENESTYÄ. INTOHIMO LUODA UUTTA TIETEEN AVULLA. TAHTO RAKENTAA HYVINVOINTIA.
5
![Page 6: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/6.jpg)
Tutkimuksemme kattaa koko arvoketjun
Bioenergia
Biomateriaalit
Biokemikaalit
Puhdas vesi
Talteenotto
Erotus
Puhdistus
Jalostus
Muokkaus
Metsät
Pellot
Kalat
Levät
Marjat
Sienet
Ravinteet
Organic waste
RAAKA-AINEET JALOSTUS &
PROSESSOINTITUOTTEET
LUT RATKAISUT
LUT PROSESSIT
LUT MALLIT, (käsittää myös bisneksen ja kestävyyden)
6
![Page 7: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/7.jpg)
7
LUT SCHOOL OF ENGINEERING SCIENCE_______________________________________________
Professors 12
Associate Professors 10
Doctoral students: 75
Staff in total 150
Peer reviewed publications 260/a
Budget: ~ 9,5 M€ of which external funding ~ 40 %
LENS Dean Heikki Haario, Vice Dean Eeva Jernström
![Page 8: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/8.jpg)
Erotustekniikan osaamisalueProf. Mika Mänttäri
Neste-
Kiintoaine -
erotus
Membraani-
tekniikka
Kemialliset
erotusmenetelmät
Prof.
Mika Mänttäri
Prof.
Tuomo SainioProf.
Antti Häkkinen
Termiset
yksikkö-
operaatiot
Prof.
Marjatta Louhi-Kultanen
10%
4 professoria, 12 tohtoria, 30 tohtoriopiskelijaa
LUT tutkimusalustat:
RE-SOURCE, Resource efficient production processes and value chains,
Ass. Prof. Mari Kallioinen
SAWE, Safe water for all, Prof. Mika Mänttäri
![Page 9: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Luonto tarjoaa
mahdollisuuksia moneen
• Ravinto
• Lääkkeet & hyvinvointi
• Kauneus
• Pakkaaminen
• Sisustus
• Energiantuotanto
Avainkysymys tuotannon
kannalta on useimmiten
taloudellisesti kannattavan
erotusmenetelmän löytäminen
![Page 10: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Kiinteä-neste
Membraani suodatus
Saostus
kiteytys
AdsorptioKromatografia
Uutto
Hapetus
LUT EROTUS & PUHDISTUS
Nämä ja näistä muodostetut prosessit
![Page 11: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/11.jpg)
Membraanisuodatus
Puhdistusta, väkevöintiä, fraktiointia
Membraanisuodatus mahdollistaa kooltaan tai
fysikaalisilta ja kemiallisilta ominaisuuksiltaan erilaisten
yhdisteiden väkevöimisen ja puhdistamisen
LUT:n membraanitekniikan tutkimusryhmässä on
tutkittu esimerkiksi:
• kasvisöljyjen puhdistamista
• nokkosen keitinveden tuotteistamista
• sokerijuurikkaan komponenttien fraktiointia (betaiini)
• erilaisten sokereiden fraktiointia
• maidon komponenttien fraktiointia
Tutkimusta sekä vesiliuoksilla että orgaanisilla
liuottimilla
Mikrosuodatus
Ultrasuodatus
Käänteisosmoosi
0,1-0,2 µm
Nanosuodatus 100-150 g/mol
50 g/mol
1000 g/mol
Levät
CryptosporidiumBakteerit
Virukset
Solut
Ionien fraktiointi Peptidit
NaCl
Sameus
Org. makromolekyylit
Sokerien fraktiointi
Hemiselluloosa
Proteiinien fraktiointi
Kiintoaines
Uuteaineet
Org. hapot
Fenoliset yhdisteet
Paine-eroon perustuvat membraaniprosessit
![Page 12: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/12.jpg)
ESIMERKKI HERAN SUODATUKSESTA
12
Useampi
erotusprosessi
peräkkäin samasta
raaka-aineesta monta
tuotetta
![Page 13: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/13.jpg)
Case example:
Recovery and purification of plant polyphenols
• Recover valuable compounds by e.g. extraction
• Enrichment to increase the value of the product
• Purification in order to separate a specific compound from the extract
• Case: purple-fleshed potato (Synkeä Sakari)
13
Taken from: M.G, R.W,
Biochemical Engineering Journal,
2003.
![Page 14: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/14.jpg)
Case example:
Recovery and purification of plant polyphenols
• A complete process scheme was tested and each stage
validated/optimized
Cooking & smashing
Extraction (20 wt% EtOH)
Filtration / Centrifugation
Evaporation(EtOH)
Adsorption WashingDesorption(70% EtOH)
Evaporation(EtOH)
Pretreatment and extraction stages
Purification stages Product: purifiedanthocyanins
![Page 15: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Case example: Purification by adsorption
• Glass tube packed with a hydrophobic polymer material
• Feed stream flows through the tube
• Anthocyanins are bound to the polymer, impurities are not bound
• After saturation, anthocyanins are removed from the polymer with ethanol
• Ethanol is evaporated and purified anthocyanins can be freeze-dried
![Page 16: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/16.jpg)
YHTEISTYÖMAHDOLLISUUDET
Sekä kahdenvälisiä yritysprojekteja (ostopalvelututkimusta) että julkisrahotteisiakonsortioprojekteja (TEKES, EU-rahoitus)
Mukana yksi tai useampi tutkimusryhmä ratkaistavan ongelman mukaisesti
Labramittakaavasta teolliseen mittakaavaan ja ideasta toimiviin sovelluksiin
CST – Erotustekniikan keskus - yritysten ja tutkijoiden verkostoitumisalusta (Jäsenmaksu yrityksen koon mukaan: pienet 200 €, keskisuuret 540 €, isot 1800 €)
Liity mukaan ottamalla yhteyttä: CST:n johtaja Eeva Jernström, Puh. 0405570918, [email protected]
Ass.professor Eeva
Jernström –
Separation concepts
Head of CST
![Page 17: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Erotustekniikan mahdollisuuksia luonnontuotealalla · Energiamarkkinat ja aurinkotalous Energian muunto- ja varastointiteknologiat Kestävyystutkimus KIERTOTALOUS Veden puhdistus](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050215/5f615ab1819a2946076a4cd4/html5/thumbnails/18.jpg)
18