EveryCarbon vie kiertodiolien tuotantoa 10 000 litran pilottiin

EveryCarbonin FLAIR-hankkeen alihankinnan tarkoitus on siirtää yrityksen kiertodioliprosessi laboratoriosta 10 000 litran teolliseen pilottiin Popp Feinkostin elintarviketehtaalla. Käytännön kysymys on, voidaanko ruokateollisuuden sivuvirrat esikäsitellä, muuntaa biologisesti ja jalostaa korkean arvon polyesterien lähtöaineiksi yhtenäisessä teollisessa prosessiketjussa. 4

Kyse on skaalauksen ja toimivuuden varmistamisen vaiheesta – ei vielä näytöstä siitä, että teknologia olisi valmis laajaan kaupalliseen käyttöönottoon.

Mitä pilotilla halutaan osoittaa

EveryCarbon kehittää menetelmää, jossa orgaanisia jäännösvirtoja käytetään korkean suorituskyvyn polymeerien kemiallisten rakennuspalikoiden raaka-aineena. Hampurin teknillisen yliopiston (TU Hamburg) mukaan laajempi teknologia yhdistää mikrobimuunnoksia ja tavanomaisia lämpöprosessivaiheita: maatalouden, jätevesien ja elintarviketuotannon jätteistä valmistetaan kemianteollisuuden peruskemikaalia arvokkaisiin muoveihin. 10

FLAIR tuo tämän tavoitteen todelliseen elintarviketuotannon ympäristöön. Tavoitteena on näyttää teollisesti merkityksellisessä mittakaavassa, että sivuvirrasta voidaan tehdä käyttökelpoinen lähtöaine kiertodioleille ja suunnitelluille polyesterimateriaaleille, mukaan lukien EveryCarbonin ECOne-hartsialusta. 24

Prosessi etenee neljässä vaiheessa

1. Nykyinen 10 m³:n säiliö muutetaan hydrolyysikäyttöön

Popp Feinkostin 10 000 litran säiliö on tarkoitus muuttaa elintarvikkeiden valmistuksen sivuvirtojen hydrolyysiin. Säiliö kytketään tehtaan olemassa olevaan kaasu- ja kuumavesiinfrastruktuuriin. Näin testataan, voidaanko raaka-aineen esikäsittely lisätä toimivaan teollisuuslaitokseen ilman kokonaan uuden tehtaan rakentamista. 4

Ajatus on keskeinen, sillä olemassa olevien hyödykejärjestelmien hyödyntämisen odotetaan pienentävän pääomainvestointeja ja nopeuttavan siirtymistä teolliseen mittakaavaan. Nämä ovat kuitenkin hankkeen tavoitteita, jotka pilotin on vielä vahvistettava käytännössä. 14

2. Hydrolysaatti fermentoidaan jatkuvassa prosessissa

Esikäsitelty hydrolysaatti on tarkoitus syöttää jatkuvaan fermentointiin. Tämä on vaativampi koe kuin yksittäisen laboratoriopanoksen valmistaminen: vaihtelevasta, todellisesta sivuvirrasta on pystyttävä tuottamaan haluttuja kemiallisia välituotteita tasalaatuisesti ajan mittaan. 4

Jatkuva biotuotanto vastaa myös Saksan läpimurtoinnovaatioita rahoittavan SPRINDin Circular Biomanufacturing Challenge -ohjelman tavoitetta kehittää päästä päähän -prototyyppi, joka muuntaa erilaisia hiiltä sisältäviä jätevirtoja jatkuvalla bioprosessilla uusiksi tuotteiksi. 14

3. Välituote jalostetaan Stuttgartissa dioleiksi ja hartseiksi

Hankekuvauksen mukaan Popp Feinkostilla tuotettu hydrolysaatti kuljetetaan EveryCarbonin Stuttgartin pilottilaitokselle. Siellä se jalostetaan kiertodioleiksi ja ECOne-teknisiksi hartseiksi. 4

Tämä tekee pilotista koko arvoketjun demon eikä pelkkää jätteenkäsittely- tai fermentointikoetta:

ruokateollisuuden sivuvirta → hydrolysaatti → fermentoinnin välituote → kiertodioli ja polyesterimateriaali

Onnistuminen edellyttää muutakin kuin välituotteen syntymistä. Valmistettujen materiaalien on täytettävä asiaankuuluvat laatu- ja suorituskykyvaatimukset, ja materiaalin siirron sekä eri toimipaikkojen välisen työnjaon on toimittava pilottimittakaavassa.

4. Uusia polymeerejä kehitetään ja käyttökohteita arvioidaan

TU Hamburgin ja Hampurin yliopiston on määrä kehittää uusia monomeerejä ja polymeerejä. Fraunhofer IPA puolestaan käyttää datalähtöistä työtä soveltuvien käyttökohteiden ennustamiseen ja materiaalikehityksen nopeuttamiseen. 4

Pilotti ei siis pyri vain osoittamaan, että rakennuspalikoita voidaan valmistaa teollisesti merkityksellisessä mittakaavassa. Samalla haetaan sitä, millaiset polymeerikoostumukset ja käyttökohteet voisivat tehdä prosessista perustellun.

Miksi valmis tehdasinfrastruktuuri on mallin ytimessä

FLAIR-pilotin lähtökohta on, että kiertomateriaalien tuotanto voisi olla helpompi skaalata teollisuusalueilla, joilla syntyy käyttökelpoisia sivuvirtoja ja joissa perusinfrastruktuuri on jo valmiina. Ruokateollisuuden jäännöksiä ei tällöin käsiteltäisi vain jätteenä, vaan materiaalituotannon hiilenlähteenä. 413

Jos toimintamalli osoittautuu toimivaksi, se voisi vähentää riippuvuutta fossiilipohjaisista kemiallisista lähtöaineista ja uuden, erillisen esikäsittelyinfrastruktuurin tarvetta. Se voisi myös monipuolistaa raaka-aineiden saatavuutta, koska hyödynnettävät sivuvirrat syntyvät paikallisesti eivätkä perustu yksinomaan pitkiin ja keskittyneisiin petrokemian toimitusketjuihin. 4

Mitä pilotin on vielä todistettava

10 000 litran pilotti on merkittävä skaalausaskel, mutta se ei vielä ratkaise kaupallista kannattavuutta. Hankkeen on osoitettava, että se pystyy:

• pitämään jatkuvan tuotannon luotettavana, vaikka ruokateollisuuden sivuvirrat vaihtelevat;
• tuottamaan välituotteita ja hartseja vaaditulla laatu- ja suorituskykytasolla;
• hallitsemaan tehtaan ja Stuttgartin pilottilaitoksen välisen materiaalisiirron kustannukset ja logistiikan; sekä
• todentamaan, että laitteiston jälkiasennus ja paikallisten sivuvirtojen käyttö tuovat odotetut kustannus- ja skaalausedut. 4

Ytimekkäästi: FLAIR testaa, voiko toimiva elintarviketehdas olla käytännöllisen kiertomateriaaliketjun alkupiste. Pilotin arvo on siinä, että se yhdistää aidot sivuvirrat, olemassa olevat tehdasresurssit, jatkuvan bioprosessin ja polymeerien jatkokehityksen samaan pilottijärjestelmään. 4