Projektet pågick mellan juni 2022 och februari 2023.
Syftet med projektet var att undersöka potentialen hos restströmmar inom jordbruket för produktion av biobaserad plast och kompositer. Genom att ersätta fossilbaserad plast och kompositer med biobaserade alternativ, bidrog projektet till en biobaserad ekonomi. För att kunna ställa om till framtidens lantbruk behöver nya värdekedjor utvecklas, som kan öka värdet av restflöden och därmed också lönsamheten i jordbruket. Projektet undersökte den fiberfraktion eller presskaka som blir kvar när banvallen har fraktionerats, (när den flytande fraktionen som används för proteinutvinning separerats bort). Projektet skulle vidare undersöka krossade havrekärnor, vilket är en industriell restström som PaperShell har tillgängligt. Förstudien skulle alltså undersöka om någon av dessa fraktioner kunde användas för framställning av bioplaster eller biokompositer.
Deltagare
Papershell och RISE.
Budget
Projektets budget var 1 MSEK.
Därför var detta viktigt
I Sverige är vall en underutnyttjad resurs men den är en lovande råvara som inte konkurrerar med livsmedelsproduktion. Det gäller dock att hitta lönsamma alternativ och nya marknader för att tillvarata vallens hela potential. Om denna areal av vall skulle användas i ett bioraffinaderi för att producera proteinkoncentrat, innebär det en restström på 1,4 miljoner ton fiberfraktion per år som kan användas för tillverkning av biokompositer och byggstenar för bioplaster. Den stora volymen gör att dess potential som råvara bör utnyttjas.
Bild från en vallförstärkt komposit.
Förväntade resultat
Projektet adresserade två (nya) värdekedjor för vall med utgångspunkt i den fiberfraktion som återstår efter proteinutvinning för foder. I ena fallet blev cellulosan och hemicellulosan utgångskemikalier för plast. I det andra fallet gjordes biokompositer från själva fibern. I projektet skulle det också att undersökas om det gick att använda krossade havrekärnor, en livsmedelsrestström hos Fazer, för framställning av biobaserat bindemedel och andra produkter.
På sikt kan projektet att bidra till en hållbar utveckling av svenskt jordbruk och en ökad svensk bioekonomi vilket också resultera i nya företag och nya jobb i Sverige. Ett framgångsrikt projekt skulle leda till en minskad användning av fossilbaserade utgångskemikalier för bioplaster i kompositindustrin, vilket i förlängningen leder till en högre SRL. I dagsläget är det dock svårt att göra en kvantifiering.
Konkreta resultat
Projektets hypotes – att restströmmar från jordbruket, såsom vallfiber och havreskal, kan användas som råvara för biobaserade plaster och kompositer – har bekräftats. Fibrerna visade sig ha tillräckliga strukturella och kemiska egenskaper (särskilt hög halt av hemicellulosa) för att fungera både som förstärkningsmaterial och som bas för syntes av härdplaster. Kompositmaterial med goda mekaniska egenskaper tillverkades genom både pressning och formsprutning, vilket bekräftar den tekniska genomförbarheten. Dessutom visade materialen ett estetiskt tilltalande utseende som gör dem lämpade för konsumentnära produkter. Den teknoekonomiska analysen visade att små till medelstora produktionsanläggningar är möjliga och ekonomiskt motiverade.
Leverabler
- Demonstratorer:
- Pressade och formsprutade biokompositer baserade på jordbruksfibrer
- Fiberbaserade högpresterande paneler utan tillsatt plast
- Termoplast/fiber-blandningar tillverkade genom extrudering
- Rapporter och analyser:
- Teknoekonomisk analys av värdekedjan och produktionskostnader
- Teknisk dokumentation av materialtester och tillverkningsteknik
- Spridning av resultat:
- En icke-konfidentiell slutrapport
- Resultatspridning via industriella partners kommunikationskanaler
- Immateriella rättigheter (IP):
- Inga patent har hittills sökts; resultaten kan dock ligga till grund för framtida skyddade formuleringar eller processer
- Vetenskapliga publikationer:
- Inga vetenskapliga artiklar har publicerats ännu, men manuskript planeras för kommande publicering
Nästa steg
Projektets resultat har lagt grunden för både fortsatt forskning och industriell tillämpning. De tekniska framstegen och den genomförda teknoekonomiska analysen har tydliggjort vilka delar av värdekedjan som är mest lovande att utveckla vidare. Särskilt intressant är möjligheten att framställa biobaserade härdplaster från havreskal, vilket just nu är föremål för en uppskalningsutredning.
Målet är att etablera en nationell värdekedja där havreskal fungerar som inhemsk råvara för en klimatsmart plastproduktion, vilket både stärker Sveriges självförsörjning av förnybara material och öppnar för nya tillämpningar inom till exempel möbel-, bygg- och fordonsindustrin.
Detta har redan lett till:
- Planering av nya projekt för vidareutveckling av processer för extraktion och syntes i pilotskala
- Utredning av investeringsbehov för en mindre produktionsanläggning i samverkan med industripartner
- Dialoger med potentiella användare av materialen för att testa produkter i relevanta applikationer
De fortsatta satsningarna syftar både till teknisk validering i större skala (TRL 5–6) och att bana väg för kommersialisering genom industriell partnerskap och marknadsanpassning av materialen.