������

Kuivaamattoman mikrokiteisen selluloosan (never-dried MCC) muokkaus ja potentiaali tulevaisuudessa:   

Väittelijä: Annina Lähdeniemi
Vastaväittäjä: Prof. Akira Isogai, The University of Tokyo, Japani 
Kustos: Prof. Olli Dahl Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Väitöstutkimus: Kuivaamattoman mikrokiteisen selluloosan (never-dried MCC) muokkaus ja potentiaali tulevaisuudessa
 

Puupohjaisten nanomateriaalien kaupallistaminen on ollut odotettua hitaampaa, ja perinteinen mikrokiteinen selluloosa ei aina vastaa erikoistoimialojen, kuten lääke- tai elintarviketeollisuuden, vaatimuksia geometrian tai pinta-alan osalta. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten kuivaamattoman eli ”never-dried” MCC:n muokkaaminen uusilla tekniikoilla vaikuttaa lopputuotteen ominaisuuksiin ja prosessin energiatehokkuuteen.

Tutkimus sijoittuu sellu- ja paperiteollisuuden sekä uusien biopohjaisten materiaalien rajapintaan, tavoitteenaan korvata esim. öljypohjaisia komponentteja kestävämpiin vaihtoehtoihin. Tulokset osoittivat, että kuivausmenetelmä (sykloni-, spray- tai leijukerroskuivaus) määrittää MCC:n morfologian. Päätuloksena havaittiin, että kuivaamattoman MCC:n käyttö raaka-aineena johtaa vahvempiin ja rakenteellisesti parempiin MFC-geeleihin pienemmällä energiankulutuksella verrattuna esikuivattuun MCC- raaka-aineeseen.

Tutkimus tuo uutta tietoa nesteenpoistomekanismien vaikutuksesta selluloosapartikkelien aggregoitumiseen ja osoittaa mekaanisen energian siirtyvän tehokkaammin MCC:n kuivaamattomaan rakenteeseen. Tätä tietoa voidaan hyödyntää elintarvike-, kosmetiikka- ja lääketeollisuudessa sekä materiaalitieteessä biokomposiittien vahvistusaineina. Tukimuksen johtopäätöksenä voidaan todetaan, että raaka-aineen alkuperäinen tila ja prosessointitapa ovat kriittisiä tekijöitä lopputuotteen laadun ja valmistusprosessin taloudellisuuden kannalta, ja kuivaamattoman MCC:n hyödyntäminen on energiatehokas reitti korkealaatuisten micro- ja nanoselluloosatuotteiden valmistukseen.
 

Avainsanat: mikrokiteinen selluloosa, mikrofibrilloitu selluloosa, selluloosan kuivaus, selluloosan mekaaninen käsittely, mieto happohydrolyysi

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): .

Yhteystiedot: annina.lahdeniemi@gmail.com