Paperitehtaan paperikuitumassa- ja siistauslietejätteen esi- ja hydrolysointikäsittelyt glukoosin tuottamiseksi
Hautala, Tarmo (2008)
Hautala, Tarmo
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2008
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200812234589
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200812234589
Tiivistelmä
Insinöörityössä keskityttiin paperinvalmistusprosessista jätteeksi menevän selluloosakuidun
esikäsittelyihin ja hydrolysointeihin. Tarkoituksena oli saada paperinvalmistusprosessissa jo
merkittävästi lyhentynyt kuituselluloosa hydrolysoitumaan edelleen glukoosiksi. Onnistuessaan
menetelmä mahdollistaisi paperinvalmistusprosessissa syntyneen jätteen tehokkaan kierrätyksen
ja uudelleenkäytön. Tällä hetkellä kyseinen jäte kuljetetaan suoraan kaatopaikalle.
Nykyään suurin osa maailmalla tuotetusta liikenteen käyttöön menevästä bioetanolista
valmistetaan sokeriruo’osta (Brasilia), maissista (USA) ja muiden viljalajien jyväosista saatavasta
tärkkelyksestä. Nykyisen ruoantarpeen sekä kestävän kehityksen kannalta olisi kuitenkin erittäin
tärkeää löytää ruoaksi kelpaavien raaka-aineiden sijaan muita bioetanolille sopivia raaka-aineita.
Näitä vaihtoehtoja voisivat olla esimerkiksi puu- ja paperiteollisuuden jätteet,
elintarviketeollisuuden jätteet, agroteollisuuden jätteet jne. Tällä hetkellä tehokasta bioetanolin
tuotantoa rajoittavat mm. entsyymien kallis hinta. Toisaalta etanolin tuotantoprosessin
optimiolosuhteet tunnetaan jo varsin hyvin, mutta ongelmana on edelleen lopputuotteen (etanolin)
liian pieni saanto lähtöaineesta, jotta teollinen tuotanto olisi taloudellisesti kannattavaa.
Lisätutkimuksia siis tarvitaan aiheeseen liittyen.
Kokeita tehtiin kahdella eri kuitumassanäytteellä ja yhdellä liejukuitunäytteellä. Tutkittavat näytteet
olivat peräisin siistaamolta sekä paperitehtaalta. Kokeissa keskityttiin rikkihapon,
natriumhydroksidin, etanolin ja etikkahapon esikäsittelyvaikutuksiin kuituselluloosamassaan
yhdessä lämpökäsittelyn kanssa. Happo- ja entsymaattinen hydrolyysi olivat keskeisessä osassa
kuitujen käsittelyssä ja pääosa tämän tutkimuksen tuloksista perustuukin näihin menetelmiin.
esikäsittelyihin ja hydrolysointeihin. Tarkoituksena oli saada paperinvalmistusprosessissa jo
merkittävästi lyhentynyt kuituselluloosa hydrolysoitumaan edelleen glukoosiksi. Onnistuessaan
menetelmä mahdollistaisi paperinvalmistusprosessissa syntyneen jätteen tehokkaan kierrätyksen
ja uudelleenkäytön. Tällä hetkellä kyseinen jäte kuljetetaan suoraan kaatopaikalle.
Nykyään suurin osa maailmalla tuotetusta liikenteen käyttöön menevästä bioetanolista
valmistetaan sokeriruo’osta (Brasilia), maissista (USA) ja muiden viljalajien jyväosista saatavasta
tärkkelyksestä. Nykyisen ruoantarpeen sekä kestävän kehityksen kannalta olisi kuitenkin erittäin
tärkeää löytää ruoaksi kelpaavien raaka-aineiden sijaan muita bioetanolille sopivia raaka-aineita.
Näitä vaihtoehtoja voisivat olla esimerkiksi puu- ja paperiteollisuuden jätteet,
elintarviketeollisuuden jätteet, agroteollisuuden jätteet jne. Tällä hetkellä tehokasta bioetanolin
tuotantoa rajoittavat mm. entsyymien kallis hinta. Toisaalta etanolin tuotantoprosessin
optimiolosuhteet tunnetaan jo varsin hyvin, mutta ongelmana on edelleen lopputuotteen (etanolin)
liian pieni saanto lähtöaineesta, jotta teollinen tuotanto olisi taloudellisesti kannattavaa.
Lisätutkimuksia siis tarvitaan aiheeseen liittyen.
Kokeita tehtiin kahdella eri kuitumassanäytteellä ja yhdellä liejukuitunäytteellä. Tutkittavat näytteet
olivat peräisin siistaamolta sekä paperitehtaalta. Kokeissa keskityttiin rikkihapon,
natriumhydroksidin, etanolin ja etikkahapon esikäsittelyvaikutuksiin kuituselluloosamassaan
yhdessä lämpökäsittelyn kanssa. Happo- ja entsymaattinen hydrolyysi olivat keskeisessä osassa
kuitujen käsittelyssä ja pääosa tämän tutkimuksen tuloksista perustuukin näihin menetelmiin.