Apurahat vuonna 2015, 468 605 euroa

JATKOTUTKIMUKSET

 

TkT Raimo Alén
MSc Hemanathan Kumar
Lisäarvollisten orgaanisten happojen kemialliseen massanvalmistukseen integroitu tuotanto.
Jyväskylän yliopisto/kemian laitos
Projektin tarkoituksena on kehittää innovatiivinen prosessikonsepti puun alkalisissa massakeitoissa sivutuotteina syntyvien alifaattisten karboksyylihappojen, erityisesti hydroksihappojen, erottamiseksi ja hyödyntämiseksi. Kyseinen uusi idea perustuu helposti erotettavien ja teollisesti hyödynnettävien pienimolekyylisten happojen (glykoli-, maito- ja 2-hydroksibutaanihappo) esteröintiin metanolin tai etanolin kanssa, jolloin jäljelle jäävät suurimolekyyliset hydroksihappolaktonit (3,4-dideoksi-pentono-, 3-deoksi-pentono-, ksyloisosakkariino- ja glukoisosakkariinolaktoni) voidaan käyttää synteettisten pinta-aktiivisten aineiden valmistamiseen. Viimeksi mainitussa tapauksessa uutena ajatuksena on käyttää laktonien esteröintiin pitkäketjuisia mäntyöljypohjaisia rasvahappoja, mikä samalla tekee mahdolliseksi hyödyntää kemiallisesti erittäin tehokkaalla tavalla sulfaattitehtaan kaksi merkittävää sivutuotejaetta. Kyseinen ympäristöystävällinen prosessi tarjoaisi myös potentiaalisen mahdollisuuden varsin suurimittaiseen ja nykyisin suurelta osin petrokemiallisia tuotteita korvaavaan tuotantoon.
31 656 €
TkT Mikko Hokka
DI Ahmad Mardoukhi
Prof. Veli-Tapani Kuokkala
TkT Timo Saksala
Tulevaisuuden kallioporaustekniikoiden mahdollisuudet.
Tampereen teknillinen yliopisto/
materiaaliopin laitos
Geotermisen energian tehokas hyötykäyttö sekä kaivosteollisuuden kilpailukyky vaativat tehokkaita poraustekniikoita. Tulevaisuudessa perinteiseen iskevään poraukseen on tarkoitus yhdistää kiven ominaisuuksia heikentäviä menetelmiä, joilla porausnopeutta voitaisiin kasvattaa. Tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia tulevaisuuden poraustekniikoiden todellista teknistieteellistä potentiaalia, kartoittaa niiden mahdollisuuksia tehokkaaseen kallionporaukseen, sekä kehittää näitä menetelmiä kohti kaupallistamist. Haettu hanke toimii yhteistyössä norjalais-ruotsalaisen NEXT DRILL hankkeen kanss. Tässä hankkeessa esitetty tieteellinen tutkimustyö tuottaa uusia kokeellisia menetelmiä ja yhdistää viimeisimpiä analyysimenetelmiä tuottaakseen kokonaan uusia ja tieteellisesti korkeatasoisia tutkimustuloksia kiven käyttäytymisestä. Kokeellisten testien tulokset ja niiden analyysit selittävät kiven mekaanisten ominaisuuksien riippuvuuden sen mikrorakenteesta sekä lämpöshokkien vaikutuksen kiven mikrorakenteeseen ja porattavuuteen. 
47 000 €
MMT Jari Hynynen
MMM Juha Honkaniemi
MMT Kari Heliövaara
MMT Risto Kasanen
MMT Risto Ojansuu
Juurikääpä-, kirjanpainaja- ja myrskytuhojen vaikutus metsänkasvatuksen riskeihin ja riskien metsänhoidolliset torjuntamahdollisuudet Etelä-Suomen kuusikoissa.
METLA/Vantaa
Juurikääpä (Heterobasidion annosum s.l. Fr.(Bref.)) ja kirjanpainaja (Ips typographus L.) ovat merkittävimmät kuusikoiden bioottiset tuhonaiheuttajat Etelä-Suomessa. Viime aikoina esiintyneet myrskytuhot ovat lisänneet kirjanpainajan aiheuttamia tuhoja. Erityisen herkkiä myrskytuhoille ovat olleet lahot kuusikot. Tappiot yksittäisen metsänomistajan osalta voivat kasvaa huomattaviksi. Hankkeen tavoitteena on kehittää metsikön kehityksen ennustamisen menetelmä ja ohjelmisto, jossa ovat mukana juurikääpä, tuuli, ja kirjapainajatuhojen riskit ja vaikutukset. Toisena tavoitteena on sekä tuottaa arvioita edellä mainittujen tuhojen riskeistä että riskien toteutumisen vaikutuksista puuntuotantoon ja taloustulokseen. Lisäksi tavoitteena on tehdä laskelmia muun muassa erilaisten torjuntamenetelmien vaikutuksista puustoon ja tuhojen laajuuteen sekä metsikön taloudelliseen kannattavuuteen. Hankkeen tulosten perusteella tuhoriskin tunnistaminen, tällaisten metsiköiden seuraaminen sekä tuhojen arviointi on metsäammattilaiselle ja metsänomistajille entistä helpompaa.
47 000 €
FT Teemu Hölttä
Maria Dominguez
MMM Eija Juurola
Prof. Eero Nikinmaa
Koivunmahlan keräyksen ajoitus ja fysiologiset perusteet sekä vaikutukset koivun kasvuun.
Helsingin yliopisto/metsätieteiden laitos
Sokeripitoista mahlaa voidaan kerätä koivuista keväällä noin kuukauden pituisen ajanjakson aikana kun mahla on ylipaineessa koivun mantopuussa. Hankkeessa tutkitaan miten koivut aikaansaavat kevään ylipaineet, ja miten ympäristöolosuhteet ja puiden hiilihydraattitase vaikuttavat mahlan sokeripitoisuuksiin, paineisiin ja virtauksiin, sekä potentiaalisen mahlankeräysjakson pituuteen. Hankkeessa tutkitaan myös kaupallisen mahlankeräyksen vaikutusta puiden hiilihydraattivarastoihin ja kasvuun. Mahlankeräyksen vaikutusta kasvuun tutkitaan monen kasvukauden yli analysoimalla puiden runkojen vuosilustojen paksuuksia.
47 000 €
FT Antti Karttunen
FM Ville Härkönen
Hajautetun sähköntuotannon energiatehokkuutta parantavat lämpösähköiset nanohäkkimateriaalit.
Jyväskylän yliopisto/kemian laitos
Puupohjaiset biomassat ovat Suomen keskeinen luonnonvara. Tulevaisuuden kiristyvässä energiaympäristössä etenkin biomassan polttoon perustuvan hajautetun sähköntuotannon merkitys tulee kasvamaan, koska biomassojen kuljettaminen pitkien matkojen päähän vähentää niiden käytön kannattavuutta. Hajautetussa sähköntuotannossa keskeiseksi ongelmaksi nousee kuitenkin polttoprosessin hukkalämpö, jonka hyödyntäminen kaukolämpönä ei välttämättä enää onnistu samaan tapaan kuin keskitetyssä energiantuotannossa. Ongelma tulee korostumaan etenkin jatkossa, kun ns. passiivitalotekniikka jatkaa yleistymistään ja lämpöenergiaa ei enää tarvita samassa mittakaavassa kuin aiemmin. Työn tavoitteena on löytää uusia ns. lämpösähköisiä materiaaleja, joiden avulla voitaisiin parantaa merkittävästi mm. biomassan polttoon perustuvan hajautetun sähköntuotannon energiatehokkuutta. Lämpösähköisten materiaalien avulla voidaan muuntaa lämpötilaeroja sähköenergiaksi ja siten hyödyntää sähköntuotannon, energianintensiivisen teollisuuden ja liikenteen hukkalämpöä. Työssä tutkitaan laskennallisen kemian ja materiaalifysiikan menetelmillä erittäin lupaavia lämpösähköisiä nanohäkkimateriaaleja, joiden kokeellisesta valmistamisesta vastaavat kansainväliset yhteistyökumppanimme.
43 000 €
FT Heikki Tuononen
FM Akseli Mansikkamäki
FT Jani Moilanen
FT Ian Morgan
FT Mikko Hänninen
FM Petra Vasko
FM Juha Hurmalainen
FM Hannu Vuori
M.Sc. Christopher Roberts
Uudet alumiiniin perustuvat kestävän kehityksen mukaiset katalyyttimateriaalit.
Jyväskylän yliopisto/kemian laitos
Moderni läntinen maailmamme käyttää tuttuja ja yleisiä metalleja kuten alumiinia, kuparia, nikkeliä, rautaa ja sinkkiä mitä moninaisimmissa muodoissa. Viimeisten vuosikymmenten innovaatiot erityisesti elektroniikkateollisuudessa ovat merkittävästi lisänneet myös harvinaisempien metallien kuten germaniumin, indiumin, rodiumin ja tantaalin käyttöä teknologisissa sovelluksissa. Teollisuus onkin tänä päivänä yhä enenevissä määrin riippuvainen raaka-aineista, joiden saatavuus, riittävyys ja hinta tulevaisuudessa ovat epävarmoja. Tässä tutkimuksessa kehitetään uusia, alumiinin muodostamiin yhdisteisiin perustuvia kestävän kehityksen mukaisia katalyytteja, jotka voisivat tulevaisuudessa korvata nykyään käytössä olevat kalliit ja osin ympäristölle haitalliset harvinaisiin metalleihin perustuvat katalyytit. Alumiini on kolmanneksi yleisin alkuaine maankuoressa, jonka kierrätettävyysaste on käytännössä 100 % ja joka ei ole toksinen. Katalyysi puolestaan on yksi tärkeimmistä modernin kemian osa-alueista, jossa kemiallisia reaktioita pyritään nopeuttamaan apuaineiden, katalyyttien, avulla. Nykyään suurin osa kemianteollisuuden reaktioista on katalysoituja, sillä muuten prosessit vaatisivat huomattavasti enemmän aikaa ja energiaa tapahtuakseen.
46 000 €
MMT Anneli Ylimartimo
FM Mia Jämsén
TkT Margareta Wihersaari
FT Laura Vertainen
Mikrobitoiminnan rajoittaminen energiahakkeen aumavarastoinnissa.
Jyväskylän ammattikorkeakoulu
Metsän harvennus- ja päätehakkuutähteiden talteenotto ja hakettaminen energiahakkeeksi voimalaitoksien käyttöön on lisääntynyt ilmakehän CO2-pitoisuuksien vähentämis­tavoitteiden seurauksena. Samanaikaisesti myös energiahakkeen aumavarastointi on kasvanut. Hakkeen aumavarastointi ei ole ongelmatonta. Hake on biohajoava raaka-aine ja sillä on taipumusta kompostoitua, mikä johtaa mm. energia- ja materiaalihäviöihin ja kaasu-päästöihin. Lisäksi aktiivinen mikrobitoiminta nostaa auman lämpötilaa, jolloin itsesyttymisen riski kasvaa. Hakeauman mikrobitoiminnan seurauksena tuottajan tai käyttäjän taloudelliset tappiot voivat olla merkittäviä. Tämän tutkimushankkeen tavoitteena on löytää keino(t), esim. säilöntäaine, varastointimenetelmä tai käsittely, jolla energiahakkeen varastointi­aumassa ilmeneviä kemiallisia, fysikaalisia ja biologisia prosesseja etenkin mikrobihajoamisen osalta voidaan estää/eristää, rajoittaa tai hallita. Tavoitteena on vähentää varastoinnista johtuvaa hakkeen pilaantumista ja hakkeen energia- ja materiaalihäviötä. Tavoiteltava keino ei saa aiheuttaa ongelmia polttokattiloissa eikä lisätä haitallisia kaasu- ja hiukkaspäästöjä polton yhteydessä. Lisäksi sen tulisi olla kustannustehokas ja tuotteistettavissa.
47 000 €

UUDET TUTKIMUKSET

KTT Mikael Collan
DI Jyrki Savolainen
FT Heikki Haario
FT Pasi Luukka
Metallikaivoshankkeiden investointianalyysimenetelmien kehittäminen.
LTY/talouden ja yritysjuridiikan laitos
Projektissa kehitetään kaivosteollisuudessa käytettäviä investointien arviointi- ja päätöksentekomenetelmiä. Tutkimuksen pääpaino on menetelmien soveltuvuus suomalaisiin metallikaivoshankkeisiin. Reaalioptioteorian kautta tarkastellaan hankkeiden tulevaisuuden näkymiä sekä toimintavaihtoehtoja hinta-, kustannus- ja tekniikkaepävarmuuksien vallitessa.
22 650 €
Dosentti Patrik Eklund
Tutkija N.N.
Prof. Stefan Willför
Prof Marjatta Louhi-Kultanen
Senior Researcher Tarja Tamminen
Uuden painestettu kuumavesiuutto ligniinin rakenteen ja reaktivisuuden määrittäminen.
Åbo Akademi/Dept of Natural Sciences
A novel method for fractionation of wood into cellulose, hemicellulose and lignin was recently discovered and optimized by researchers at Åbo Akademi University and Ab BLN-Woods Ltd. The process is based on a certain pressurized hot-water extraction, which yields a novel type of soluble lignin containing reactive groups and no sulphur. The objective of this project is to explore the structure, reactivity and a possible valorization of this novel lignin. Traditional wet-chemistry lignin analyses in combination with more advanced NMR- and MS-techniques will be used to characterize the structural properties of this lignin. The reactivity and possible valorisation will be studied by different derivatizations including etherifications, esterifications, allylations, propargylations, oxidation and reduction reactions. Chemical modifications will be focused on catalytic methods.
43 299 €
MMT Markus Holopainen
MMM Jiri Pyörälä
TkT Marketta Sipi
TkT Juha Hyyppä
Puuaineen laadun arvioiminen laserkeilausaineistosta.
Helsingin yliopisto/metsätieteiden laitos
Helsingin yliopiston metsätieteiden laitos (Holopaisen tutkimusryhmä) on mukana SA:n laserkeilauksen huippuyksikössä. Ryhmän keskeinen tutkimusala on täsmämetsätalouden sovellukset, eli kuinka kaiken aikaa tarkentuvasta metsävaratiedosta saadaan lisäarvoa metsätalouden kaikilla osa-alueilla. Yksi ilmeisimmistä lisäarvon tuottamisen tavoista on puunhankinnan logistiikkaketjun tehostaminen sekä biojalostuksen lopputuotteiden arvon nostaminen. Tällöin keskeiseksi haasteeksi nousee yksittäisten puiden laadun mittaaminen. Tutkimushankkeen tavoitteet ovat seuraavat: 1) Selvittää, millä tarkkuudella maastolaserkeilausmittauksilla pystytään ennustamaan puiden ulkoisia laatuominaisuuksia (mm. oksaisuus, lenkous), 2) selvittää, pystytäänkö tukkien sisäisiä laatuominaisuuksia ennustamaan laserkeilausmittauksilla. Tukkien sisäisen laadun referenssinä käytetään tukkiröntgenmittauksia. 3) Laserkeilausmittauksiin sekä puulajiin, kasvupaikkaan ja metsikön kasvuhistoriaan perustuvan puiden laatumallin kehittäminen. Tulevaisuuden visiona on, että maastolaserkeilausmittaukset tehdään hakkuukoneesta ja niitä voidaan käyttää referenssinä laatutiedon yleistämiseen laajoille alueille lentolaserkeilauksen avulla. Tämä mahdollistaisi laadukkaiden leimikoiden kartoittamisen jo leimikkosuunnittelu-/puunostovaiheessa sekä puunhankinnan logistiikkaketjun tehostamisen.
47 000 €
MMT Jukka Pumpanen
MMT Marjo Palviainen
DI Viktor J. Bruckman
Biohiilen käyttö maaperän laadun parantamisessa; voidaanko biohiilellä lisätä puuston kasvua ja maaperän hiilivarastoja?
Helsingin yliopisto/metsätieteiden laitos
Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää miten eri lämpötiloissa tuotettu biohiili vaikuttaa maan orgaanisen aineksen hajoamiseen metsämaassa. Tutkimme miten eri tekniikoilla tuotettu biohiili vaikuttaa maan hiili- ja typpivarastojen kehittymiseen. Lisäksi tutkimme kuinka hiilen lisääminen vaikuttaa maan ravinnetalouteen ja puuston kasvuun ja tuottokykyyn. Tavoitteena on myös kehittää menetelmä tuottaa mahdollisimman pysyvää hiiltä, jota voitaisiin käyttää hiilen pitkäaikaisessa varastoimisessa maaperään.
47 000 €