Skip to main content

NMR-tekniikan sovellukselle uusi patentti

Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Kuitulaboratorio on biotalouden prosessien tutkimuksen lisäksi keskittynyt mittaustekniikan ja keinoälyn tutkimukseen. Tutkimus on tuottanut useita patentoituja keksintöjä Kuitulaboratoriolle. Viimeisin patentti myönnettiin vuoden 2021 alussa.

Keinoälyyn perustuvia malleja on jo testattu kartonkiteollisuuden tuotannon laadun parantamisessa. Uutta mittaustekniikkaa on puolestaan sovellettu useissa korkean teknologian prosesseissa kuten biojalostus-, kuitu-, energiatehokkuus- ja viiluprosesseissa.

Kuitulaboratoriossa on meneillään tutkimus, jossa keskitytään energiatehokkaaseen vedenpoistoon ja sen mittaamiseen. Yritysyhteistyökumppaneita tutkimuksessa ovat Andritz, Metsä Board, Mondi Powerflute ja Raute.

– Kehittämillämme keinoälysovelluksilla tehostetaan metsäteollisuuden suurten tuotantolinjojen tehokkuutta ja parannetaan esimerkiksi pakkauskartonkien laatua, sanoo tutkimuspäällikkö, dosentti Yrjö Hiltunen Xamkista.

Mittausten taustalla on NMR-tekniikka, joka tulee sanoista Nuclear Magnetic Resonance eli ydinmagneettinen resonanssi. Samaa tekniikkaa hyödynnetään esimerkiksi magneettikuvauslaitteissa, jotka ovat yleistyneet lääketieteellisessä diagnostiikassa. NMR-spektroskopia on puolestaan yleisesti käytetty menetelmä kemiallisten yhdisteiden karakterisointiin, mutta on magneettikuvauksen tapaan laitteistoltaan ja käyttökustannuksiltaan suhteellisen kallis.

Kuitulaboratoriossa onkin keskitytty hyödyntämään niin sanottua matalakenttä-NMR-tekniikkaa, joka perustuu pienikokoisiin permanentteihin magneetteihin ja yksinkertaiseen mittaustekniikkaan.

– Todennettujen ja kohtalaisen huokeiden perusteknologioiden pohjalta kehitettyjen sovellusten rakentaminen edellyttää perusteknologian, fysiikan ja ennen kaikkea tietotekniikan syvällistä osaamista. Tähän olemme erityisesti Savonlinnassa panostaneet, Yrjö Hiltunen jatkaa.

Tutkimuksen kautta uutta liiketoimintaa alueelle

Kuitulaboratorion soveltava NMR-tutkimus on tuottanut useita kansainvälisiä patentteja, patenttihakemuksia ja tieteellisiä julkaisuja. Laitekehityksen osalta huomattavaa tukea on saatu alueen pk-yritysten osaamisesta.

Tavoite onkin, että alueen yrityksille syntyisi tekniikkaan perustuvia uusia tuotteita ja sitä kautta uutta liiketoimintaa. Myös start-up-yritysten synnyttäminen on keskeisessä roolissa Kuitulaboratorion tutkimuksessa.

– Korkean teknologian mittalaitteiden rakentelussa on jo nyt mukana Savonlinnan alueen osaavia pk-yrityksiä. Kun tuotteet saadaan yhdessä yritysten kanssa kaupallistettua, voivat työllisyysvaikutukset olla merkittäviä, tutkimusjohtaja Lasse Pulkkinen Xamkista sanoo.

NMR-tutkimuksen takana Kuitulaboratoriossa ovat Yrjö Hiltunen ja FT Ekaterina Nikolskaya, jotka ovat tehneet yhteistyötä jo 10 vuoden ajan – ensin Kuopion yliopistossa, sitten Itä-Suomen yliopistossa ja viimeiset viisi vuotta Xamkin Kuitulaboratoriossa Savonlinnassa.

Yrjö Hiltunen on koko 40 vuoden työuransa aikana tehnyt tutkimusta liittyen NMR-tekniikkaan: mittauksia, data-analysointia ja tekoälyratkaisuita. Ekaterina Nikolskaya aloitti NMR-tutkimuksen 15 vuotta sitten Marin tasavallan teknillisessä yliopistossa Venäjällä keskittyen materiaalitutkimukseen matalakenttälaitteilla.

Molempien tutkijoiden tavoitteena on toisaalta synnyttää tutkimuksesta uutta liiketoimintaa, ja toisaalta tuoda NMR yhä lähemmäs sensoriteknologiaa. Tästä esimerkkinä on viimeisin hyväksytty patentti “NMR mittausyksikkö ja NMR mittausjärjestelmä”, jossa NMR-mittaus viedään sensorimaisesti sisälle prosessiin.

Patentin myöntäminen kertoo siitä, että Xamkissa tehtävä tutkimus tuottaa uusia ja keksinnöllisiä tuloksia. Sillä juuri nuo ominaisuudet: uusi, keksinnöllinen ja teollisesti hyödynnettävä, ovat perusedellytykset patentin myöntämiselle.

Lisätietoja:

Tutkimuspäällikkö Yrjö Hiltunen, Xamk Kuitulaboratorio, 040 707 1180, yrjo.hiltunen@xamk.fi
Projektitutkija Ekaterina Nikolskaya, Xamk Kuitulaboratorio 040 673 7604, ekaterina.nikolskaya@xamk.fi
Tutkimusjohtaja Lasse Pulkkinen, Metsä, ympäristö ja energia, 044 571 5861, lasse.pulkkinen@xamk.fi