VTT on kehittänyt menetelmän, jonka avulla biopohjaisten muovipakkausten laatua voidaan parantaa merkittävästi. Uudet biopohjaiset muovipakkaukset ovat paitsi ekologisia myös ominaisuuksiltaan parempia kuin markkinoilla olevat perinteiset muovipakkaukset. Muovipakkausten valmistuksessa käytettävä öljy on jatkossa mahdollista korvata kokonaan uusiutuvilla raaka-aineilla. Muovien valmistukseen vuosittain käytettävä öljymäärä vastaa noin viittä prosenttia maailman kokonaisöljynkulutuksesta. Kaikista muoveista noin 40 % käytetään pakkauksiin, joten pakkausalaan kohdistuu erityisiä paineita öljyriippuvuuden vähentämiseksi. Uusiutuvista raaka-aineista valmistettujen materiaalien hyödyntäminen teollisuudessa alentaa öljyriippuvuutta ja pienentää kulutuksen aiheuttamaa hiilijalanjälkeä. Biotalouteen siirtyminen edellyttää kuitenkin tuotteita, jotka ovat paitsi ekologisesti kestäviä, myös laadultaan kilpailukykyisiä. VTT on kehittänyt menetelmän, jonka ansiosta PGA-muovin monomeeria eli glykolihappoa voidaan valmistaa biopohjaisesta raaka-aineesta entistä tehokkaammin.

1. Biotalous teollisuuden materiaaleissa
Lehdistötilaisuus 22.11.2012
Ali Harlin, tutkimusprofessori
VTT

2. 221/11/2012
Haastava yhtälö
* UN Report: ”Resilient people, resilient planet”, 2012
2030 maailma tarvitsee
50 % lisää ruokaa,
45 % lisää energiaa,
30 % lisää vettä
Samaan aikaan
ympäristö asettaa
rajoitteita kasvulle!
Globaali kysyntä-tarjonta-suhde on entistäkin
haastavampi ratkaista
Erityisen kriittisiä ovat ruoka, energia, maaperä,
metsävarat ja vesi sekä tietyt mineraalit
Uusia ratkaisuja ja innovaatiota tarvitaan
Kaikki mukaan!

3. 321/11/2012
Kolme strategiaa kestävään ekonomiaan
Teollisuuden
prosessien
resurssi-
tehokkuus
(materiaalit,
energia, vesi)
Teollisuuden
prosessien
resurssi-
tehokkuus
(materiaalit,
energia, vesi)
Raaka-aineiden
korvaaminen
vaihtoehtoisilla
materiaaleilla,
sekä
uusiokäyttö
Raaka-aineiden
korvaaminen
vaihtoehtoisilla
materiaaleilla,
sekä
uusiokäyttö
Uudet
kaupalliset mallit
/ teolliset ja
kuluttaja-
ekosysteemit
Uudet
kaupalliset mallit
/ teolliset ja
kuluttaja-
ekosysteemit

4. 421/11/2012
VTT Bioekonomia –
meidän arvomme
Kaikilla resursseilla (uusiu-
tuvilla ja uusiutumattomilla) on
rajansa ja siksi etsimme
ratkaisuja, jotka hyödyntävät
resursseja niin tehokkaasti
kuin mahdollista
Näiden ratkaisujen tulee olla
kestäviä kolmesta
näkökulmasta: ympäristön,
talouden ja yhteiskunnan
kannalta

5. 521/11/2012
Kemikaalit
Ruoka
Biojalostamot
Biopolttoaineet
Metsätuotteet
Biomateriaalit
Petrokemiasta biokemiaan
Modified from http://www.bio-economy.net/

6. 621/11/2012
IndBioMat: Industrial Biomaterials
VISIO
Rakennamme kestävää maailmaa
materiaaleista
VTT on johtava ruokaketjua
rasittamatoman biomassan tutkija
MISSIO
Kilpailukykyisen bioekeonomian
kehittäminen ja metsäklusterin
uudistaminen:
Läpimurtoja materiaaleissa
Biokemikaalit ja tuotteet
Teolliset biomateriaalit
Kuitupohjainen arvoketju
TAVOITTEET
• Hyödyntää VTT:n teknologiaosaamista
biomassafraktioinnissa, bioteknologiassa
ja prosessikemiassa.
Uudistaa metsäteollisuuden tarjoamaa
uusilla lisäarvoisilla tuotteilla ja ratkaisuilla
valituilla alueilla kuitutuotteisessa,
pakkaamisessa ja paperituotteissa.
Kehittää innovaatioita biopolymeereissa,
biokomposiiteissa, kuluttajatuotteissa ja
rakennusmateriaalissa.
Soveltaa uusia hybridimateriaaleja
korkean suorituskyvyn sovelluksissa.
• Edistyksellistä biomassa-
teknologiaa ruokaketjua
rasittamatta: sivuvirrat
ja ylijäämä.
• Ylivertaisia arvoketjuja
pakkaukset, rakentaminen
ja kuluttajatuotteet.
BIO Materiaalit
& Kemikaalit
Volyymi ja kesto:
2009-2012, 96M€

7. 721/11/2012
Uudet biomateriaalit
VTT
esimerkkejä
Nanoselluloosa –
Suorituskyky
Peruskemikaalit –
Eroon öljyriippuvuudesta
Puurakenteet –
Terveellinen asuminen
Rakennemateriaalit -
Uusiutuvuus
Kuitumateriaalit –
Kierrätettävyys
Tekstiilejä puusta –
Enemmän viljelymaata

8. 821/11/2012
8
Muokattu selluloosa
Hemiselluloosa-barrierit
Hemiselluloosa-filmit
Hemiselluloosasta hydrogeeli
Älykkäät selluloosapolymeerit
Kierrätetty tekstiilikuitu
Nanoselluloosa
Absorboiva hydrogeeli
Lämpöaktivoituva filmi
Hemiselluloosa filmi
Hemiselluloosa barrier
© VTT, Ali Harlin 2012
Nanoselluloosa
filmi
Kierrätetty tekstiilikuitu
Nanoselluloosa
vaahto

9. 921/11/2012
Glykolihapon arvoketju
Kehitetään koko arvoketjua
Luodaan uusia mahdollisuuksia yrityksille
Tärkeimmät hyödyt:
Lisäarvoiset kemikaalit, derivaatat ja polymeerit
Biopohjaisten ja –hajoavien muovien raaka-aine
Korkean suorituskyvyn polymeeri – parempi kuin nykyiset ratkaisut
Vähemmän pakkausmateriaalia
Biomassa Glykolihappo Polymeeri Sovellus
Tuotanto-organismin
aineenvaihdunnan muokkaus Uusi valmistus
prosessesi
Tuotekonseptin
osoittaminen

10. 1021/11/2012
Glykolihapon biotuotanto
Ympäristöystävällinen tuotantomenetelmä
Perustuu bioraaka-aineisiin
Hiiva on edullinen tuotanto-organismina
Bakteeri (e.g. E. coli) Hiiva
Neutraali pH välttämätön
kontaminaatio ongelma
Kestää jopa pH 2-3
kontaminaatioriski alenee
Neutralisointi tuottaa paljon kipsiä
ylimääräisiä materiaali- ja erotus-
kustannuksia
Ei tarvitse neutraloida
yksinkertaistettu prosessi
Vaativa kasvatusalustan suhteen Ei erityisiä vaatimuksia
Huono toleranssi hydrolysoidulle
biomassalle
Tolerantti hydrolysoidulle biomassalle

11. 1121/11/2012
Uusi katalyyttinen polymerointiprosessi
glykolide (ko)polymeereille
VTT:n patentoima.
Teollisesti mielekäs
pulveria muodostava
polymerointiprosessi.
Helposti käsiteltävä
polymeeripulveri saadaan
talteen yksinkertaisesti
perustekniikoilla.
Polymerirointi voidaan
suorittaa huoneen
lämpötilassa.
Prosessikonsepti tarjoaa uusia
sovellusmahdollisuuksia
organic
solvent
dissolved
reagentsglycolide
(monomer)
-caprolactone
(comonomer)
(D/L 50/50)-lactide
(comonomer)
stabilizer
HO
R
alcohol
(initiator)
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
organic
catalyst
added
polymer
precipitates
2-6 µm particles

12. 1221/11/2012
Pinnoitteiden barrier-ominaisuuksia
(normalisoitu 100 m paksuuteen)
Source: SustainPack and Pira International Ltd
Muokattu
Hemicel.
Nanosellu
PGA
Suorituskyky
ratkaisee biotuotteen
kilpailukyvyn

13. 1321/11/2012
100 % Biopakkaus
Kuitumateriaalit ovat biopohjaisia ja kierrätettäviä.
Uusia biopolymeeri-ratkaisuja pakkauksissa.
Ratkaisuja teollisuudelle ja koko pakkausketjulle.

14. 1421/11/2012
VTT - 70 years of
technology for business
and society