Selluteollisuuden biotuotteet ja venttiilien soveltuvuus tietyille biojalostusprosesseille

Abstract

Tässä työssä ollaan tarkasteltu sellutehtaan mahdollisia biotuotteita, joita voidaan valmistaa sellutehtaan sivuvirroista tai liukosellusta. Työn tarkoituksena oli selvittää Metson venttiilien soveltuvuutta tiettyihin biojalostusprosesseihin. Työ suoritettiin kirjallisuustutkimuksena ja venttiilien soveltuvuutta biojalostusprosesseille tutkittiin case-tehtävien avulla. Työssä käytiin läpi puun koostumus, puuperäiselle biomassalle soveltuvia biojalostustekniikoita, kemiallisen sellun valmistustekniikat, biojalostusprosessien integrointi sellutehtaaseen, liukosellusta jalostettavia biotuotteita ja venttiilien valintaan ja mitoitukseen tarvittava teoria. Case-tehtäviä varten valittiin kuusi tapausta, joissa arvioitiin biojalostusprosessien olosuhteiden vaikutuksia venttiileiltä vaadittaville ominaisuuksille ja mahdollisia kehitystarpeita. Case-tehtäviin valittiin hemiselluloosan esierotus, nanoselluloosan valmistus liukosellusta, etanolin, monoetyleeniglykolin ja para-ksyleenin valmistus hemiselluloosasta sekä biodieselin valmistus biopohjaisista öljyistä. Case-tehtäviin valittujen biojalostusprosessien olosuhteet perustuivat kirjallisuudessa esiintyvään tietoon ja yritysten julkisiin patentteihin. Tämän työn perusteella biojalostusprosesseilla ei ole merkittäviä vaikutuksia venttiileiltä vaadittaville ominaisuuksille ja useimpiin biojalostusprosesseihin soveltuu muualla teollisuudessa käytetyt venttiilit. Suurimmat haasteet venttiileiden ominaisuuksille asettaa katalyyttien käyttö ja raaka-aineena käytetyn puuperäisen biomassan epätasainen laatu, mikä vaikeuttaa prosessien virtausten ominaisuuksien määrittämistä. Lisäksi biojalostusprosessit eivät ole vakiintuneita teollisuudessa, mikä vaikeuttaa venttiileiltä vaadittavien ominaisuuksien määrittämistä.