Extraktivämnen är föreningar med låg molekylvikt som som kan extraheras från trä. Ämnena skyddar trädet mot röta, skadedjur och andra angrepp men kan skapa problem i processer i industrin.
Syfte/Nytta:Extraktivämnen kan orsaka problem i produktionsprocesser t.ex. genom bildning av avlagringar på utrustning eller skumning. Dessa föreningar kan även ge upphov till fläckar i massan eller i papperet, samt negativt påverka flera pappersegenskaper. Isolerade och modifierade extraktivämnen är också föreningar som kan ge högt mervärde inom olika områden som biokemikalier t.ex. i läkemedel och kosmetika.
Vad kan vi göra?
RISE har lång erfarenhet av analyser av extraktivämnen i trä. Vi kan erbjuda ett brett utbud av extraktions- och analystekniker som i kombination ger en detaljerad karakterisering av extraktivämnen i olika typer av prover.
• Extraktivinnehåll (gravimetrisk) i olika typer av prover.
• Kemisk sammansättning och kvantifiering av extraktivämnen i trä och bark, extraktivämnen i massa och papper, tallolja i svartlut och extraktivämnen i lutar och filtrat.
• Karakterisering av avlagringar och fläckar
• Molekylviktsfördelning av extrakt
Extrakt derivatiseras och analyseras med GC/MS: Typiskt kvantifieras individuella fettsyror, hartssyror, steroler, fettalkoholer, hydroxisyror etc.
Molekylviktsfördelning: Molekylvikten för ett extrakt bestäms genom "size-exclusion chromatography" (SEC), i THF (tetrahydrofuran) eller vattenbaserade system. Detektering med ultraviolettdetektor (UV) och/eller brytningsindexdetektor (RI) och/eller ljusspridningsdetektor(MALS).
Analys med LC/MS: Vattenlösliga föreningar kan undersökas och kvantifieras genom vätskekromatografi kombinerat med masspektrometeri.
Fenolgrupper: Summan av fenolgrupper bestäms med Folin-Cocialteau (spektrofotometrisk metod).
Karakterisering av extrakt med Pyrolys-GC/MS: Resultaten ges i form av kromatogram (pyrogram) med identifiering av föreningar t.ex. lignin, kolhydrater, tanniner, extraktivämen etc. Semikvantitativ analys. Mycket små prover (ca 1 mg) kan analyseras.
Leverans (vad får kunden efter utfört uppdrag – t.ex. rapport, certifikat etc.):Resulten sammaställs i en analysrapport.
Områden: Bioekonomi Kontaktperson (fyll i ett namn/fält. Aktiverade personkort dyker upp automatiskt): Anders Reimann
Minska klimat- och miljöpåverkan med faktabaserade beslut.
En livscykelanalys (LCA) visar en förpacknings miljöpåverkan genom hela livscykeln, från råvaruutvinning och produktion till användning, återvinning och avfallshantering. Analysen ger ett beslutsunderlag för utveckling av mer hållbara förpackningar och hjälper företag att prioritera åtgärder där de gör störst nytta för miljön och verksamheten.
RISE kombinerar kompetens inom förpackningar, material och miljöbedömning. Vi hjälper företag och organisationer att kvantifiera klimat- och miljöpåverkan, jämföra alternativa lösningar och identifiera förbättringsmöjligheter utan att kompromissa med förpackningens funktion eller produktskydd.
Vi kan hjälpa dig med:
Alla analyser genomförs enligt relevanta standarder och etablerade metoder.
Mäldberedning är en avgörande faktor vid papperstillverkning. Vår expertis för mäldberedning bygger på omfattande forskning med lågkoncentrationsmalning, silning, fraktionering med både silar och hydrocykloner och mätteknik för fiberegenskaper. Vi kan ta fram nya koncept, optimera processer och utföra projekt i labskala, pilotskala och i fabrik.
Mäldberedningen är en avgörande faktor för processens effektivitet och slutproduktens egenskaper vid papperstillverkning. Vår expertis för mäldberedning bygger på omfattande forskning med lågkoncentrationsmalning, silning, fraktionering med både silar och hydrocykloner och mätteknik kopplad on-line för mätning av fiberegenskaper såväl som erfarenheter från industriell miljö. Detta kan användas för att få ut mesta möjliga egenskaper ur mälden, optimera valet av fiberråvaror, mäldsammansättning och produktkvalitet. Till exempel maximera fibrernas prestanda, förbättra energieffektiviteten, uppgradera kvaliteten på returfiber och produktion av fiberbaserade styrkeadditiv som högfibrillerad massa, finesanrikad massa och klistermassa.
Vi kan utföra projekt i labskala, pilotskala och även fullskaleförsök i fabrik. Vi kan skräddarsy produkt och bruksspecifika lösningar för att öka produktprestanda och produktionseffektivitet.
Vi kan hjälpa våra kunder att bedöma prestanda och att optimera processer. Det mäldberedningssystem som finns i vår pilotpark, har utrustning av industriell storlek och kan klara att modellera de flesta industriella processkoncept. Det gör undersökningar i industriell skala möjliga.
Separering av cellulosa från skog, jordbruk och hav är en fundamental del i bioraffinaderi och hållbar produktion. Jordens cirkulära och förnybara råvaror är efterfrågade och ska räcka till mycket, vilket ökar behovet av forskning och utveckling av dem så att varje beståndsdel kommer till nytta.
Kokning av cellulosa separerar och exponerar fibrer, avlägsnar lignin och extraktivämnen samt säkerställer jämn kvalitet på råmaterialet.
Cellulosaseparering i pilotanläggning
RISE har utvecklat flexibla pilotmetoder för att simulera alla kommersiella kokprocesser och optimera både sulfat- och sulfitkokning. Genom att använda flis- och lutprover kan pilotkokaren återskapa bruksmiljöer och stödja bioraffinaderiforskning.
Viktiga fördelar:
Förbättrat utbyte och processeffektivitet
Renare och mer hållbar produktion
Digitalisering och simuleringsmöjligheter
Optimerad separation och rening
Flexibel kokprocess:
Denna avancerade separationsteknik möjliggör effektiv cellulosautvinning från olika träslag och flisstorlekar, vilket driver innovation inom massa- och bioraffinaderiindustrin.
Pilot för flisimpregnering i realtid
Impregneringsstudier är av intresse för alla kemiska massaprocesser, oavsett om slutprodukten är pappersmassor eller dissolvingmassor. Det är särskilt viktigt med korrekt impregnerad flis för massabruk som vill öka produktionen eller som stöter på problem relaterade till impregneringen.
Hörneborgsvägen 10, Örnsköldsvik
Division (OLD): Division Bioekonomi Massa och papper Sekundär områdes navigation:
Hur kan vi öka cirkulariteten och skapa så höga värden som möjligt från industriella restströmmar? Inom en förstudie är syftet att identifiera fokusområden för industriella symbioser och potentiella samarbetspartners inom skogsindustrin och fiskodlingsnäringen över gränserna Sverige -Norge.
Oavsett om det handlar om material, energi eller kemikalier ger i princip all produktion upphov till någon form av restflöden som måste tas om hand. Högre krav på cirkularitet gör att fler producenter behöva se värdet och ta hand om restflöden på bästa sätt. Projektet samlar näringsliv, forskningsinstitut, aktörer inom land-, skogs- och havsbruk, för att utforska möjligheter att integrera och optimera våra naturresurser för en hållbar framtid.
Denna förstudies mål är att:
Förstudien har utgjort ett givande underlag för att förstå vilka restströmmar och behov som finns på båda sidorna gränsen inom det blå-gröna kretsloppen. Intresset bland olika aktörer har varit stort, från landsbrukssidan, skogsindustrin, havsbruksindustrin samt inom undervisning och akademiska institutioner och gröna industrisiter, som arbetar med industriell symbios. Viljan att samverka vidare för att lära av varandra och finna samarbetsformer mellan industrisiter är hög vilket visar att cirkuläret är ett högaktuellt ämne där strävan att vara en del av den blå-gröna omställningen är stark i regionerna. Projektet har åskådliggjorts att det finns ett tydligt synergistiskt mervärde av att arbete över gränsregionerna kring näringsämnesflöden och kolflöden men även belyst svårigheter kring skillnader i nationella/EU regelverk för näringsämnesåterföring av fiskslam, logistik för restströmshantering och att få teknoekonomiskt hållbara värdekedjor.
Wellpapplådan är världens mest använda transportförpackning. Men den är inte utan utmaningar. Det behövs mycket träfiber till produktionen och de färdiga förpackningarna kan skadas av väta och tryck. I ett forskningsprojekt ville Stora Enso öka wellpappens hållbarhet – i dubbel bemärkelse – genom stärkt papper och mindre råvara.
När trycket ökar på att leverera resultat inom den gröna omställningen har pappersindustrin möjlighet att ta marknadsandelar. Redan idag ersätter papper och wellpapp många gånger plast och andra ändliga resurser som förpackningsmaterial. Men pappersprodukter har också sina utmaningar. Wellpappen ska skydda innehållet i förpackningarna, men om den förlorar sina egenskaper kan innehållet skadas eller i värsta fall förstöras.
Stora Enso är en av Sveriges största skogsägare och driver bland annat pappersbruk som tillverkar pappersprodukter för wellpapp och förpackningar. Bolaget investerar i forskning för att utveckla hela värdekedjan i pappersbruken, bland annat inom ramen för Forskningsprogram Bioekonomi, som drivs av RISE.
– Den största utmaningen i vår bransch är att ta fram ett material som ger starkare wellpapplådor till en rimlig kostnad. Om vi lyckas minska vikten på våra produkter och förpackningar kan vi spara mycket material. Vi vill ge hela kedjan förutsättningar att vara så effektiv och ekonomisk om möjligt, säger Atso Laakso, projektledare inom produktutveckling på Stora Enso.
Wellpapp kan utsättas för så kallad krypning, eller creep på engelska. Då ändrar pappret form och storlek på grund av vatten, fukt och vikt som verkar över tid. Vanliga påfrestningar för wellpappen som ofta transporteras långa sträckor och står staplade på lager i längre perioder. Men det finns potential att få bukt med krypning och att producera starkare papper.
– Genom att modifiera fiberråvaran på olika sätt kan vi ändra på saker som styrka, styvhet och krypning. För att göra det tittar vi på hela tillverkningskedjan – från fiberlinje och mäldberedning till liner- och flutingproduktion, säger Atso Laakso.
RISE är en vetenskapligt kompetent partner
I projektet Corrugated Packaging, som alltså drivits inom ramen för Forskningsprogram Bioekonomi, har man inte bara fokuserat på fibermodifiering, utan även på just krypning som är ett relativt nytt område att undersöka inom pappersproduktion.
– Vi har fått fram ny kunskap om krypning som hjälper oss att forska vidare. Med mer kunskap om hur vi kan öka krypmotståndet kan fiberbaserade material få en betydligt större konkurrensfördel mot till exempel plast, säger Atso Laakso.
RISE har forskningsteam med experter inom flera olika områden som forskar genom hela värdekedjan. I det här projektet har de kunnat kombinera sina kunskaper om fibermalning och krypning för att stoppa pappret från att krypa. Det är ett nytt sätt att arbeta på, som har lett till nya framsteg.
– Vi har kunnat implementera nya insikter om fibermalning i ett av våra bruk, som gör att vi nu får fram starkare återvunna material. Bara ett bruk omsätter flera hundra miljoner euro, så det ger mycket, säger Atso Laakso.
I en annan del av projektet tog man hjälp av vibrationsbord i en av RISEs forskningsanläggningar för att simulera vibrationer. Då undersökte man hur det påverkar wellpapp och tittade på hur en fylld låda beter sig när den kommer ut i transport. Förhoppningen är att hitta metoder som gör materialet mer motståndskraftigt.
– RISEs testutrustning för förpackningsprovning är värdefull för oss i det här projektet. I nuläget hade vi inte kunnat genomföra samma tester utan deras resurser, säger Atso Laakso.
Astrid Glasenapp på RISE är Consortium Manager för forskningsprojektet. Hon menar att den här tekniken har stor potential att spara råvara och öka prestanda.
– Vi är unika på så sätt att vi har kompetens och utrustning inom hela livscykeln av wellpapp. Det är roligt att Stora Enso har använt vår kunskap för att förbättra sina processer. Har vi lyckats ta fram något som hjälper dem att använda sitt material på ett bättre sätt så är det ett kvitto på att vi skapat innovation.
Forskningen inom konsortiet har givit Stora Enso insikter som kan bidra till att uppfylla bolagets mål om att öka produktionens effektivitet och hållbarhet.
– RISE är en vetenskapligt kompetent partner. De hittar grunden till orsakerna och har en vetenskaplig förståelse för dessa områden och produkter. Våra studier ger oss ny kunskap, vilket är bra, säger Atso Laakso.
Wellpapp är världens mest använda pappersmaterial för transportförpackningar. Varje år tillverkas lika mycket wellpapp som nästan täcker en yta i storleken av Danmark. Papprets betydelse för handeln är ovärderlig när det kommer till att säkerställa att produkter och varor kommer fram intakta genom hållbara material. Tack vare den enorma mängd papper som används är wellpappindustrin viktig för näringslivet. I bara Europa sysselsätter den mer än 100 000 personer i fler än 20 länder.
Tillsammans med industriföretag vill RISE skapa konkurrenskraft som är baserad på hållbarhet. Till exempel genom att forska på hur resurser kan användas effektivare för att skapa ett högre värde. Vilket i sin tur genererar lönsamhet.
Vill du också forska för att öka lönsamheten och hållbarheten inom din industri? Här anmäler du dig och läser mer.
Projektet kommer att utveckla gröna processer för bioaktiv fiberfunktionalisering som innehåller skogsbaserade resurser, som sedan ska användas till högpresterande material. Dessa material behöver i framtiden vara biologiskt nedbrytbara för att leva upp till framtida miljökrav och svensk biobaserad ekonomi och samhälle.
En halvkontinuerlig organosolvreaktor på Luleå Tekniska Universitet, kommer att användas i projektet. Vidare fraktioneras och isoleras de tre huvudkomponenterna lignocellulosa, cellulosa, hemicellulosa och lignin.
Fortsatta steg lägger fokus på användningen av ett kemoenzymatiskt tillvägagångssätt för funktionalisering av cellulosa- och hemicellulosafraktionerna, detta för att erhålla specifika egenskaper, såsom vattenstabilitet.
De funktionaliserade fibrerna kommer att användas för att producera skummade material med hjälp av olika processkoncept i labb- och pilotskala som utvecklats vid MoRe Research, dotterbolag i RISE. Det skummade materialet analyseras och utvärderas med avseende på prestanda, med särskilt fokus på våtstabilitet.
Avsättningar, utfällningar, beläggningar, stickies, scales och inkruster i massabruken stör ofta driften och effektiviten i processen och påverkar kvalitet på produkten.
Syfte/Nytta:För att lösa problem med till exempel avsättningar, utfällningar och föroreningar i processer eller för att få veta varifrån fläckar eller defekter i produkter kommer ifrån behövs information om vad de består av. Den kemiska sammansättningen behöver karakteriseras och identifieras för att kunna lösa problem och förbättra processer.
Vi har lång erfarenhet av analys av denna typ av prover, vi använder flera olika tekniker, beroende på provtyp, för identifiering av komponenter i materialet. Undersökningarna kan ofta startas omgående, utan lång planering och förberedelse.
Metod (vilken/vilka metod(er) används) för att utföra tjänsten):Vi använder ofta flera olika metoder som kombinerar organisk analys, oorganisk analys och mikroskopianalys för att karakterisera provet.
Leverans (vad får kunden efter utfört uppdrag – t.ex. rapport, certifikat etc.):Resultaten sammanställs i en analysrapport.
Leveranstid:Normalt inom 1-2 veckor, kortare efter överenskommelse.
Områden:
Vi svarar gärna på frågor, kontakta oss via: problemsolving-analysis@ri.se