Soluseinän uloimpien kerrosten vaikutus kuidun turpoamiseen

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Pönni, Raili
dc.contributor.author Puurtinen, Jenny
dc.date.accessioned 2013-11-14T10:28:52Z
dc.date.available 2013-11-14T10:28:52Z
dc.date.issued 2013-11-12
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/11349
dc.description.abstract Työn tavoitteena oli tutkia entsyymi- ja happohydrolyysin sekä kuuma-alkalikäsittelyn vaikutusta sulfaattikuidun turpoamiseen ja siten todentaa tai vaihtoehtoisesti osoittaa vääräksi käsittelyiden oletetut hyödyt kuidun turpoamiselle. Kirjallisuuden avulla tarkasteltiin kuidun rakennetta sekä sitä muokkaavia menetelmiä ja käsittelyitä. Entsyymi- ja happohydrolyysitutkimuksissa käsittelyt jaettiin esi- ja jatkokokeisiin, joista esikokeita käytettiin suuntaa-antavina kokeina varsinaisiin jatkokokeisiin. Kuuma-alkalikäsittelyn osalta suoritettiin vain varsinaiset kokeet. Esikokeiden massaa analysoitiin alkalinen vedenpidästyskyky-analyysin (AWRV) ja pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvien (SEM) avulla. Jatkokokeiden massoille suoritettiin samat analyysit kuin esikokeissakin sekä lisäksi vedenpidätyskyky- (WRV) ja viskositeettianalyysit. Jatkokokeiden massoille määritettiin myös polymeraatioasteet ja saantohäviöt. Entsyymikäsittelyiden esikokeissa ei havaittu selvää muutosta AWRV-tuloksissa eikä SEM-kuvissa muilla kuin sellulaasikäsittelyllä, mitä pidettiin osoituksena muiden käsittelyiden toimimattomuudesta. Sellulaasikäsittelyllä AWRV- ja WRV-arvot nousivat lähtöarvosta. Isoimmilla annoksilla ei kuitenkaa saavutettu enää merkittävää parannusta kuidun vedenpidätyskyvyssä. SEM-kuvista ilmeni, että jo pienillä annoksilla oli havaittavissa rakenteellisia muutoksia kuiduissa ja suuremmilla annoksilla kuidut näyttivät kärsineiltä ja katkenneilta. Sellulaasikäsittelyllä saavutettiin hyvin alhaiset viskositeettitulokset ja polymeraatioasteet. Happohydrolyysiesikokeiden laskeneet AWRV-arvot indikoivat korkean lämpötilan aikaansaa-maa sarveistumista. Jatkokokeissa lämpötilaa laskettiin ja happojen annoskokoa kasvatettiin, jolloin AWRV- ja WRV-arvot pysyivät lähes muuttumattomina, mikä kertoi sarveistumisen vähentymisestä. SEM-kuvista havaittiin happohydrolyysikäsittelyjen jatkokokeiden vaikuttaneen kuidun ulkonäköön huomattavasti esikokeita lievemmin. Jatkokokeiden viskositeettituloksissa ei havaittu merkittävää muutosta lukuun ottamatta 2M rikkihappokäsittelyä, jonka osalta viskositeetti laski lähelle liukosellujen viskositeettiarvoja. Kuuma-alkalikäsittelyn laskevat AWRV- ja WRV-tulokset kertoivat, ettei kuidun vedenpidätys-kyky lisääntynyt käsitellyillä massoilla, vaan havaittavissa oli enemminkin sarveistumista. Tässä tapauksessa esimerkiksi suurentuneet huokoset saattoivat vääristää tulosta. Kuuma-alkalikäsittelyllä ei ollut suurta vaikutusta viskositeetti- ja polymeraatioastearvoihin. fi
dc.description.abstract The objective of this master’s thesis was to study the effect of enzymatic and acid hydrolysis together with hot-alkali treatment on kraft fiber swelling and thus to verify or, alternatively, to disprove the presumed benefits of the treatments for swelling of the fiber. The literature part concentrated on the fiber structure and the methods to alter it. Enzyme and acid hydrolysis were divided into pre and post experiments. The pre experiments were used as approximate tests for the actual post experiments. For the hot-alkali treatments only the actual experimentswere carried out. The pre experiment samples were analyzed by alkali water retention value (AWRV) analysis and scanning electron microscopy (SEM) imaging. The post experiment samples were analyzed in addition to the above-mentioned measures for the water retention value (WRV) and viscosity analyses. In addition, the degree of polymerization (DP) and the yield loss were determined for the post experiment samples. Enzyme treatments other than cellulase achieved no considerable change in the AWRV nor the SEM images. This was seen as an evidence for the failure of the treatment. With the cellulase treatment, AWRV and WRV values increased. No significant improvement in the water retention values was achieved by increasing the celluase dosages. SEM images showed that even low dosages led to structural changes in the fibers and the fibers treated by larger dosages appeared to be suffered and broken. Cellulase treatment lowered the viscosity values substantially. Acid hydrolysis pre experiments decreased the AWRV. This was suggested to be due to the high-temperature induced hornification. Temperature was reduced and the portion of the acids was increased in the post experiments. This led to almost unchanged AWRV and WRV values, which indicaded reduction of hornification. According to the SEM images post experiments appeared to affect much less the appearance of the fiber compared to the pre experiments. There were no significant changes in viscosities of the post experiments with the exception of 2M sulfuric acid treatment. As for this sample, the viscosity decreased to a level comparable to dissolving pulp. The decreasing AWRV and WRV results of hot-alkali treatment indicated that the water reten-tion capacity of the treated pulps did not increase, but rather hornification was observed. However, enlarged pores could have distorted the results. Hot-alkali treatment had no significant effect on the viscosity. en
dc.format.extent 95+3
dc.language.iso fi en
dc.title Soluseinän uloimpien kerrosten vaikutus kuidun turpoamiseen fi
dc.title The effect of the outer layers of the cell wall on the fiber swelling en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword soluseinä fi
dc.subject.keyword sulfaattimassa fi
dc.subject.keyword kuidun turpoaminen fi
dc.subject.keyword entsyymit fi
dc.subject.keyword sellulaasi fi
dc.subject.keyword happohydrolyysi fi
dc.subject.keyword alkalikäsittely fi
dc.subject.keyword vedenpidätyskyky fi
dc.subject.keyword viskositeetti fi
dc.subject.keyword SEM-kuvat fi
dc.subject.keyword polymeraatioaste fi
dc.subject.keyword cell wall en
dc.subject.keyword kraft pulp en
dc.subject.keyword swelling of fiber en
dc.subject.keyword enzymes en
dc.subject.keyword cellulase en
dc.subject.keyword acid hydrolysis en
dc.subject.keyword alkali treatment en
dc.subject.keyword water retention value en
dc.subject.keyword viscosity en
dc.subject.keyword SEM images en
dc.subject.keyword degree of polymerization en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201311157851
dc.programme.major Paperi- ja painatustekniikka fi
dc.programme.mcode P3003 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Vuorinen, Tapani
dc.programme PUU - Puunjalostustekniikan koulutusohjelma fi
dc.location PK


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account