2/2017

Digitaalisuus auttaa ymmärtämään teollisuuden prosesseja

TTY:llä on tutkittu jo kymmeniä vuosia partikkeli-neste-seoksia. Tutkimuksen ohessa syntyi Collo-niminen online-analysaattori, ja nyt Tekesin rahoittaman kaupallistamishankkeen tuloksena on syntynyt yritys. Teollisuudelle menetelmä tuo monenlaista säästöä.

Pisara

 

Vesiteollisuudessa Collo-sensori tarkastelee vedelle ominaista sormenjälkeä ja siinä esiintyviä muutoksia.

 

Materiaaliopin ja systeemitekniikan tutkijoiden kehittämä Collo tarjoaa yrityksille Internet of Things -teknologiaan pohjautuvan, luotettavan ja helppokäyttöisen ratkaisun nesteprosessien valvontaan ja optimointiin. Collon algoritmit voivat toimia IoT-systeemeissä pilvessä käsitellen yhtä aikaa jopa useiden laitosten dataa tai olla osana laitosten automaatiosysteemiä.

– Collo on monipuolinen analysointialusta, jota voidaan muokata erilaisiin tarpeisiin sopivaksi. Mekaanisesti se voi olla säiliöihin sijoitettava sauva tai säiliöiden ja putkien seinämiin asetettava laippa. Collon tarkat analysointialgoritmit havainnoivat muutoksia partikkelien ja nesteiden sähkömagneettisesta vuorovaikutuksesta ja tuottavat tietoa esimerkiksi seosten homogeenisuudesta, partikkelikoosta ja viskositeetista, tutkijatohtori Matti Järveläinen TTY:n materiaaliopin laboratoriosta kertoo. Järveläinen on yksi analysaattorin kehittäjistä ja vastaperustetun ColloidTek Oy:n toimitusjohtaja.

Collo-pöytälaatta

 

Pöytämallin Collolla voi analysoida nesteitä jopa suoraan astian läpi.

 

Vaikka suoraan astian läpi

Collo-alustaa kehitetään esimerkiksi Nokian Veden ja Vesi-instituutti Wanderin kanssa yhdessä veden analysointiin. Vesiteollisuudessa Collo-sensori tarkastelee vedelle ominaista sormenjälkeä ja siinä esiintyviä muutoksia. Colloa on testattu myös jo muun muassa maali-, kaivos- ja kemikaalituotannossa.

– Toimialasta riippumatta online-analyysin tukemalla tuotannon digitalisaatiolla voidaan tehostaa raaka-aineen, kemikaalien, energian ja ajan käyttöä. Voidaan siis parantaa laatua ja pienentää hävikkiä, Matti Järveläinen kertoo.

Teho perustuu siihen, että online-analysaattorina Collo nopeuttaa analyysiä huomattavasti. Jos analyysiin käytetään laboratoriomenetelmiä, ehtii syntyä paljon hukkaa ennen kuin prosessia voidaan säätää uudelleen.

– Collon avulla samat tulokset, ja paljon muutakin, ovat käytössä alle sekunnin viiveellä. Collo on prosessiteollisuuden Netflix, jonka ansiosta leffoja ei tarvitse vuokrata enää R-kioskilta, vaan ne saadaan sekunnissa suoraan televisioon, Järveläinen vertaa.

Collosta on tehty myös pöytämallinen laatta, jonka päällä voidaan analysoida nesteet suoraan purkin läpi.

– Pöytämallin Collon avulla on jopa mitattu tyrmäystippoja oluesta sekä eri kahvien eroja. Voisi siis todeta, että jos et tiedä, missä nesteessä olet, ota yhteyttä Colloon, Järveläinen veistelee.

Digitaalisuutta suomalaiseen cleantechiin

Materiaaliopin laboratoriossa on käynnistymässä professori Erkki Leväsen johdolla Digital Colloids -projekti, jossa on tavoitteena digitalisoida suomalaisia cleantech-yrityksiä. Mukana projektissa ovat myös professori Matti Vilkko automaation ja hydrauliikan laboratoriosta sekä professori Jukka Rintala kemian ja biotekniikan laboratoriosta.

– Partikkelien ja nesteen seoksia eli suspensioita käsittelevät prosessit kuluttavat tarpeettomasti energiaa ja raaka-aineita. Myös tuotteiden laadussa on puutteita. Lähes kaikilla teollisuuden toimialoilla prosessiohjaus hyötyisi paremmista ohjaukseen käytettävistä menetelmistä, sillä laatutekijöiden aiheuttamat kustannukset pelkästään Suomessa nousevat satoihin miljooniin, Erkki Levänen kertoo.

Prosessiohjauksen ongelmana on se, ettei prosesseja pystytä säätämään reaaliaikaisesti ja jatkuvatoimisesti. Laboratorionäytteiden analysointi vie aikaa, joten prosessia ei hallita sen todellisen etenemisasteen vaan historiallisen aikasäädön perusteella. Seurauksena on yli- tai aliprosessointi sekä katalyyttien ja apuaineiden ylikäyttö.

– Uusien online-mittalaitteiden ja analyysimenetelmien käyttöönotolla voidaan tehostaa ja ymmärtää paremmin useita prosesseja. Digital Colloids -projektin tavoitteena on kääntää tämä uusi ymmärrys prosessilaitoksia hyödyttäväksi tuotannon tehostumiseksi ja edesauttaa prosessituotanto- ja mittauslaitesektorien välistä vuoropuhelua sekä rohkaista suomalaista teollisuutta ottamaan askeleen kohti jatkuvatoimista prosessihallintaa. Tutkimus myös kasvattaa tieteellistä ymmärrystä suspensioiden käyttäytymisestä ja parantaa niiden hallintamahdollisuuksia, myös teollisuudessa, Levänen sanoo.

Kolmivuotista projektia rahoittavat Tekes sekä yritykset Outotec, Nokian Vesi, WinFlow Water ja GVK.

 

Teksti: Sanna Kähkönen
Kuvat: 123rf ja ColloidTek oy

 
Kerro kaverille
CoreLab vauhdittaa rakennusalan digiloikkaa
CoreLab vauhdittaa rakennusalan digiloikkaa
2/2017
CoreLab vauhdittaa rakennusalan digiloikkaa
Kuinka saada esineiden internetin laitteet ja sovellukset ymmärtämään toisiaan?
Kuinka saada esineiden internetin laitteet ja sovellukset ymmärtämään toisiaan?
2/2017
Kuinka saada esineiden internetin laitteet ja sovellukset ymmärtämään toisiaan?
Kestävää, edullista, joustavaa
Kestävää, edullista, joustavaa
2/2017
Kestävää, edullista, joustavaa
Lisää kaasua teollisen internetin kehittämiseen
Lisää kaasua teollisen internetin kehittämiseen
2/2017
Lisää kaasua teollisen internetin kehittämiseen
Tampere tuottaa tulevaisuuden kovimmat osaajat
Tampere tuottaa tulevaisuuden kovimmat osaajat
2/2017
Tampere tuottaa tulevaisuuden kovimmat osaajat
Robotiikasta uusi pääaine
Robotiikasta uusi pääaine
2/2017
Robotiikasta uusi pääaine
Itseoppivat laskennalliset aivomallit avuksi keinoälyn kehitykseen
Itseoppivat laskennalliset aivomallit avuksi keinoälyn kehitykseen
2/2017
Itseoppivat laskennalliset aivomallit avuksi keinoälyn kehitykseen
Yrityskylästä reseptejä maailmanvalloitukseen
Yrityskylästä reseptejä maailmanvalloitukseen
2/2017
Yrityskylästä reseptejä maailmanvalloitukseen

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi