Happoaktivoidun selluloosan käyttö rypsiöljyn suodatusapuaineena
Puhakka, Heikki (2013)
Puhakka, Heikki
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121220975
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121220975
Tiivistelmä
Insinöörityön tarkoituksena oli tutkia happoaktivoidun selluloosan hyötyjä rypsiöljyn valkaisu- ja suodatusprosesseissa sekä optimoida ideaaliset prosessiolosuhteet. Lisäksi prosessille pyrittiin löytämään mahdollisimman kustannustehokas ratkaisu. Apuaineesta tutkittiin sen suodatusnopeutta parantavia sekä adsorptiokykyyn vaikuttavia ominaisuuksia.
Työn kokeellinen osuus aloitettiin Mildola Oy:ssä, jossa selluloosan toimintaa tutkittiin precoat-menetelmällä kasviöljyn suodatinlevyjen päällystyksessä. Precoat-menetelmän lisäksi selluloosan adsorptiokykyä tutkittiin syöttämällä apuainetta suoraan valkaistavan öljyn sekaan. Kokeita jatkettiin Metropolia Ammattikorkeakoulun bioprosessitekniikan laboratoriossa, jossa varsinaiset mittaukset suoritettiin tarvittaville parametreille.
Laboratoriokokeissa öljyn valkaisukäsittely toteutettiin kuumahauderavistelijalla ja suodatusprosessi imusuodatuksena ohuen suodatinkankaan läpi. Kokeiden suunnittelussa käytettiin faktoriaalista CCF-koesuunnitelmaa, jolla arvioitiin prosessin käyttöolosuhteiden vaikutusta vastemuuttujiin. Kokeilla määritettiin suodatukseen kuluva aika sekä valkaisussa tapahtuva värin absorbanssin muutos. Saaduista tuloksista tehtiin regressioanalyysit, joiden perusteella voitiin muodostaa matemaattiset mallit jokaiselle vasteelle. Vasteiden erilaisten haluttavuuksien mukaan pyrittiin optimoimaan kustannustehokkaat prosessiolosuhteet. Vakiopaineella tehtyjen kakkuvastuskokeiden perusteella voitiin lisäksi arvioida suodatuksen aikana muodostuvan kiintoainekakun huokoisuutta ja suodatusnopeuden kehitystä.
Rypsiöljyn valkaisukäsittely laboratorio-olosuhteissa todettiin varsin tehottomaksi, joten selluloosan ja valkaisumaan pitoisuuksia optimoitiin suodatusajan ollessa merkittävin taloudellisesti vaikuttava tekijä määritettäessä prosessin kustannuksia. Selluloosalla huomattiin olevan merkittävä vaikutus öljyn suodatusnopeuteen, mutta öljyn värin poistossa selluloosalla ei huomattu olevan minkäänlaista vaikutusta. Selluloosan hyötyjä ei siten voitu todentaa sen alkuperäisen tarkoituksen mukaan. Kokeita tulisi jatkaa tehtaalla, mikäli haluttaisiin tutkia tarkemmin sen toimintaa suodatinlevyjen päällystyksessä.
Työn kokeellinen osuus aloitettiin Mildola Oy:ssä, jossa selluloosan toimintaa tutkittiin precoat-menetelmällä kasviöljyn suodatinlevyjen päällystyksessä. Precoat-menetelmän lisäksi selluloosan adsorptiokykyä tutkittiin syöttämällä apuainetta suoraan valkaistavan öljyn sekaan. Kokeita jatkettiin Metropolia Ammattikorkeakoulun bioprosessitekniikan laboratoriossa, jossa varsinaiset mittaukset suoritettiin tarvittaville parametreille.
Laboratoriokokeissa öljyn valkaisukäsittely toteutettiin kuumahauderavistelijalla ja suodatusprosessi imusuodatuksena ohuen suodatinkankaan läpi. Kokeiden suunnittelussa käytettiin faktoriaalista CCF-koesuunnitelmaa, jolla arvioitiin prosessin käyttöolosuhteiden vaikutusta vastemuuttujiin. Kokeilla määritettiin suodatukseen kuluva aika sekä valkaisussa tapahtuva värin absorbanssin muutos. Saaduista tuloksista tehtiin regressioanalyysit, joiden perusteella voitiin muodostaa matemaattiset mallit jokaiselle vasteelle. Vasteiden erilaisten haluttavuuksien mukaan pyrittiin optimoimaan kustannustehokkaat prosessiolosuhteet. Vakiopaineella tehtyjen kakkuvastuskokeiden perusteella voitiin lisäksi arvioida suodatuksen aikana muodostuvan kiintoainekakun huokoisuutta ja suodatusnopeuden kehitystä.
Rypsiöljyn valkaisukäsittely laboratorio-olosuhteissa todettiin varsin tehottomaksi, joten selluloosan ja valkaisumaan pitoisuuksia optimoitiin suodatusajan ollessa merkittävin taloudellisesti vaikuttava tekijä määritettäessä prosessin kustannuksia. Selluloosalla huomattiin olevan merkittävä vaikutus öljyn suodatusnopeuteen, mutta öljyn värin poistossa selluloosalla ei huomattu olevan minkäänlaista vaikutusta. Selluloosan hyötyjä ei siten voitu todentaa sen alkuperäisen tarkoituksen mukaan. Kokeita tulisi jatkaa tehtaalla, mikäli haluttaisiin tutkia tarkemmin sen toimintaa suodatinlevyjen päällystyksessä.