Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

Nanocellulose Production in a holistic Biorefinery approach

Alternativ tittel: Produksjon av nanocellulose innenfor et helhetlig bioraffineri

Tildelt: kr 6,2 mill.

Prosjektnummer:

235312

Prosjektperiode:

2014 - 2018

Geografi:

Målsettingen i NaProBio-prosjektet var å utvikle en ny og innovativ produksjonsprosess for cellulose nanofibriller (CNF) til bruke i petroleumsindustri. Produksjonsprosessen inkluderte alle trinn fra treflis til CNF. Videre skulle den utviklede prosessen gi grunnlag for bygging av et demonstrasjonsanlegg for CNF-produksjon, hvor petroleumsindustrien var tenkt som det primære markedet. I starten av prosjektet var følgende aktører med; Treklyngen Holding AS, Elkem AS og PFI (nå RISE PFI). Ett år ut i prosjektet ble også Norske Skog Saugbrugs med i prosjektkonsortiet. Norske Skog Saugbrugs hadde på dette tidspunktet fått finansiering av Innovasjon Norge til å bygge et pilot/demonstrasjonsanlegg for produksjon av CNF. Dette anlegget ble startet i midten av 2016. Prosessen for CNF-produksjon ble utviklet og materialet ble testet med tanke på bruk innen petroleumsindustrien. Analysene ble utført både hos Elkem og RISE PFI, med lovende resultater med hensyn på bruk av CNF som viskositetsgiver i borevæsker. Et sammendrag av resultatene i prosjektet er gitt i teksten under. Vanligvis produseres cellulose nanofibriller fra en cellulosemasse. I NaProBio-prosjektet ble det utviklet en prosess som tok utgangspunkt i treflis som råstoff, og så hvordan prosessen kunne kostnadseffektiviseres med hensyn på ulike trinn, for eksempel delignifiseringsprosessen. Her ble det studert hvor viktig delignifiseringsprosessen av utgangsmaterialet var for produksjonen av CNF; masser med varierende delignifiseringsgrad ble produsert og videreforedlet til cellulose nanofibriller. Resultatet viste at CNF produsert fra en delvis delignifisert masse med høyt utbytte (72 %) ga gode reologiske egenskaper, selv etter varmestabilitetstester (heat aging) ved 150 og 180 °C, i 16 timer. Dette er typiske testbetingelser for å borevæsker. CNF er vanligvis produsert som dispersjoner med et tørrstoff på 1-2%. På grunn av det høye innholdet av vann i prøvene, vil transportkostander være betydelige for slike CNF-materialer. I NaProBio-prosjektet var derfor det å øke tørrstoffet av CNF-materialet et viktig tema. Ulike additiver ble tilsatt for å undersøke om disse kunne hindre agglomerering/hornifisering av fibrillene under tørkeforsøk. To ulike tørkemetoder ble studert; frysetørking og tørking ved 60 °C. Resultatene viste at ved tilsats av et cellulose-derivat før fibrilleringsprosessen av CNF, kunne fibrillene redispergeres etter tørking. Disse redispergerte prøvene viste i tillegg god stabilitet ved lagring. Kvaliteten til CNF-materialet produsert hos Norske Skog Saugbrugs ble testet med hensyn på reologiske egenskaper, termostabilitet og mulig endring av reologiske egenskaper som følge av temperaturpåvirkning. Disse analysene ble utført hos Elkem og RISE PFI. CNF-kvalitetene produsert på demonstrajonsanlegget til Norske Skog Saugbrugs viste gode resultater, som forventet, basert på analyser av andre CNF-materialer i WaterFlu- og GreenEOR-prosjektene (to andre NFR-finansierte prosjekt hos RISE PFI).

The underlying idea of the innovation is to develop a new and innovative process for production of nanofibrillated cellulose (NFC). The process to be developed shall form the basis for building a demonstration plant for production of NFC for sale to a def ined market. Developing a process for demonstration scale production of NFC is in itself highly innovative, as only a few such processes have been established so far. The selected initial market is also highly interesting. The process to be developed will go beyond producing NFC from standard chemical pulp, and optimize the complete process from wood chips to NFC.

Budsjettformål:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale