Sivuvirtojen jalostukseen soveltuvien kuivaus- ja konsentrointiteknologioiden kartoitus
Tanskanen, Hanna (2026)
Diplomityö
2026
School of Engineering Science, Tuotantotalous
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026043036802
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026043036802
Tiivistelmä
Teollisuudessa syntyy paljon erilaisia sivuvirtoja, joiden jalostaminen on keskeinen osa kiertotaloutta. Tämän diplomityön tavoitteena oli kartoittaa ja arvioida sivuvirtojen käsittelyyn soveltuvia kuivaus- ja konsentrointiteknologioita. Tutkimuksessa keskityttiin ratkaisuihin, joiden teknologinen valmiusaste (TRL) on vähintään 6, painottaen energiatehokkuutta, kustannuksia ja teknologian sopivuutta Soilfoodin tarkoitukseen.
Tutkimus toteutettiin laadullisena kirjallisuuskatsauksena, jossa hyödynnettiin muun muassa tieteellisiä lähteitä ja tutkimushankkeita. Lisäksi teknologia-asiantuntijoilta kerättiin tietoa haastattelukysymyksillä. Työssä selvitettiin menetelmien toimintaperiaatteet, investointi- ja käyttökustannukset sekä soveltuvuus erilaisille, kuten nestemäisille ja kiinteille, sivuvirroille.
Tulokset osoittavat, että saatavilla on useita eri teknologioita, joista jokaisella on omat vahvuutensa ja rajoitteensa. Kuivausmenetelmistä uudemmat teknologiat ovat pääasiassa energiatehokkaampia perinteisiin kuivausmenetelmien verrattuna. Ylikuumennetulla höyryllä kuivaus (SSD) ja lämpöpumppukuivaus (Heat pump drying) ovat tehokkaita, mutta monimutkaisempia prosesseja. Kontaktikuivaus on puolestaan suhteellisen yksinkertainen ja toimintavarma menetelmä. Konsentroinnissa kalvopohjaiset ja osmoosiin perustuvat ratkaisut tarjoavat monia vaihtoehtoja ja sovelluskohteita muun muassa kalvojen ominaisuuksien ansiosta. Teknologioiden yhdistämisellä hybridiprosesseissa voidaan saavuttaa myös hyviä lopputuloksia.
Teolliseen käyttöön on saatavilla useita kypsiä kuivaus- ja konsentrointiteknologioita, mutta niiden valinta edellyttää tapauskohtaista analysointia, kuten syötemateriaalin ja lopputuotevaatimusten osalta. Jatkotutkimusaiheiksi suositellaan teknologioiden testausta todellisilla sivuvirroilla sekä tarkempaa tiedonvaihtoa asiantuntijoiden kanssa investointipäätösten tueksi. Various side streams are generated in industry, and their processing is a key part of the circular economy. The aim of this master's thesis was to search and evaluate drying and concentration technologies suitable for the processing of side streams. The research focused on solutions with a technological readiness level (TRL) of at least 6, with an emphasis on energy efficiency, costs and the suitability of the technology for the purpose of the target company.
The research was carried out as qualitative research, in which scientific sources and research projects were utilized. In addition, information was collected from technology experts through interview questions. The operating principles, investment and operating costs, and suitability for various, such as liquid and solid, side streams were examined.
The results indicate that several different technologies are available, each with its own strengths and limitations. Newer drying technologies offer energy savings compared to traditional drying methods. Superheated Steam Drying (SSD) and Heat Pump Drying are efficient but represent more complex processes. In contrast, contact drying is a relatively simple and reliable method. In concentration, membrane-based and osmosis-based solutions offer numerous options and applications, largely due to the diverse properties of the membranes. Combining technologies in hybrid processes can also yield excellent results.
Several mature drying and concentration technologies are available for industrial use, but their selection requires case-specific analysis regarding input materials and end-product requirements. For further research, it is recommended to test these technologies with actual side streams and to engage in more detailed information exchange with experts to support investment decisions.
Tutkimus toteutettiin laadullisena kirjallisuuskatsauksena, jossa hyödynnettiin muun muassa tieteellisiä lähteitä ja tutkimushankkeita. Lisäksi teknologia-asiantuntijoilta kerättiin tietoa haastattelukysymyksillä. Työssä selvitettiin menetelmien toimintaperiaatteet, investointi- ja käyttökustannukset sekä soveltuvuus erilaisille, kuten nestemäisille ja kiinteille, sivuvirroille.
Tulokset osoittavat, että saatavilla on useita eri teknologioita, joista jokaisella on omat vahvuutensa ja rajoitteensa. Kuivausmenetelmistä uudemmat teknologiat ovat pääasiassa energiatehokkaampia perinteisiin kuivausmenetelmien verrattuna. Ylikuumennetulla höyryllä kuivaus (SSD) ja lämpöpumppukuivaus (Heat pump drying) ovat tehokkaita, mutta monimutkaisempia prosesseja. Kontaktikuivaus on puolestaan suhteellisen yksinkertainen ja toimintavarma menetelmä. Konsentroinnissa kalvopohjaiset ja osmoosiin perustuvat ratkaisut tarjoavat monia vaihtoehtoja ja sovelluskohteita muun muassa kalvojen ominaisuuksien ansiosta. Teknologioiden yhdistämisellä hybridiprosesseissa voidaan saavuttaa myös hyviä lopputuloksia.
Teolliseen käyttöön on saatavilla useita kypsiä kuivaus- ja konsentrointiteknologioita, mutta niiden valinta edellyttää tapauskohtaista analysointia, kuten syötemateriaalin ja lopputuotevaatimusten osalta. Jatkotutkimusaiheiksi suositellaan teknologioiden testausta todellisilla sivuvirroilla sekä tarkempaa tiedonvaihtoa asiantuntijoiden kanssa investointipäätösten tueksi.
The research was carried out as qualitative research, in which scientific sources and research projects were utilized. In addition, information was collected from technology experts through interview questions. The operating principles, investment and operating costs, and suitability for various, such as liquid and solid, side streams were examined.
The results indicate that several different technologies are available, each with its own strengths and limitations. Newer drying technologies offer energy savings compared to traditional drying methods. Superheated Steam Drying (SSD) and Heat Pump Drying are efficient but represent more complex processes. In contrast, contact drying is a relatively simple and reliable method. In concentration, membrane-based and osmosis-based solutions offer numerous options and applications, largely due to the diverse properties of the membranes. Combining technologies in hybrid processes can also yield excellent results.
Several mature drying and concentration technologies are available for industrial use, but their selection requires case-specific analysis regarding input materials and end-product requirements. For further research, it is recommended to test these technologies with actual side streams and to engage in more detailed information exchange with experts to support investment decisions.