Garden lupin (Lupinus polyphillus) as a textile fiber - chemical treatments for cellulose extraction

Thumbnail Image

Files

master_Koskelo_Laura_2023.pdf (2.22 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2023-12-12

Department

Major/Subject

Fiber and Polymer Engineering

Mcode

CHEM3024

Degree programme

Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering

Language

en

Pages

69 + 10

Series

Abstract

The aim of the study was to find an effective, simple, sustainable, and repeatable method for bast fiber degumming from lupin peels by testing five different chemical treatments both as such, combined with toluene-ethanol Soxhlet extraction as a pre-treatment and with further cooking with acidified sodium chlorite (ASC). Fiber purity was examined by visual inspection, touch, optical microscopy, SEM and FTIR and compared to untreated lupine sample. As two-step alkali treatment showed the best degumming result it was chosen for retting a bigger amount of longer lupine peels both as such and combined with ASC. ASC-treated long fibers broke down completely and could not be spun into yarn, but cooked fibers were combed, and hand spun. The new lupin yarn was compared to lupin yarn made previously in Aalto university to see the difference between treatments. Both methods resulted rough yarn with quite similar properties, but the washing stage of two-step alkali treated peels was easier that soda treated lupins.

Tutkimuksen tarkoituksena oli löytää tehokas, yksinkertainen, ympäristöystävällinen ja toistettava menetelmä selluloosarunkokuitujen erottamiseen lupiinin kuorista testaamalla viittä erilaista kemiallista käsittelyä sekä sellaisenaan, esikäsittelemällä kuoria tolueeni – etanoli -Soxhlet-uutolla että jatkokäsittelemällä lupiineja hapotetulla natriumkloriittiliuoksella (ASC). Kuitujen puhtautta tutkittiin silmämääräisesti, tunnustelemalla, valomikroskoopilla, SEM:llä ja FTIR:llä. Verrokkinäytteenä käytettiin käsittelemätöntä lupiinin kuorta. Kaksivaiheinen emäksinen menetelmä tuotti puhtaimmat kuidut ja tämän vuoksi se valittiin käytettäväksi pitkien lupiinien keittämiseen sekä sellaisenaan että ASC-liuoksen kanssa yhdessä. Kattilallinen lupiininkuoria keitettiin kaksivaiheisella menetelmällä ja puolet näistä käsiteltiin vielä ASC-liuoksella. ASC-käsitellyt kuidut hajosivat täysin, eikä niitä voinut kehrätä langaksi, mutta pelkän keiton jälkeen saadut runkokuidut harjattiin ja kehrättiin langaksi. Tätä uutta lankaa verrattiin Aalto-yliopistossa aiemmin valmistettuun lankaan, jotta nähtiin eroavatko menetelmien tulokset toisistaan. Molemmat menetelmät tuottivat karkeaa, ominaisuuksiltaan samankaltaista lankaa, mutta kaksivaiheisen keiton jälkeen kuitujen pesuvaihe oli yksinkertaisempi kuin soodalangoilla.

Description

Supervisor

Vapaavuori, Jaana

Thesis advisor

Vaara, Maija

Keywords

garden lupin, Lupinus polyphillus, bast fiber, degumming method, cellulose extraction, natural textile fiber

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202312187338

Collections

[dipl] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM