Paineistettu kuumavesiuutto jatkuvatoimisena prosessina
Jäppinen, Kari (2016)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016052710307
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016052710307
Tiivistelmä
Insinöörityö suoritettiin kirjallisuustutkimuksena koskien paineistetun kuumavesiuuton (PHWE, Pressurized Hot Water Extraction) mahdollista jatkuvatoimista sovellusta prosessimittakaavassa. Paineistettua kuumavesiuuttoa on käytetty panos- ja puolipanosperiaatteella laboratorio- sekä pilottimittakaavassa lupaavin tuloksin. Uuttomenetelmä on lähtökohtaisesti myrkytön veden toimiessa uuttonesteenä. Ympäristöystävällinen uuttomenetelmä on luonut kiinnostuksen sen käytettävyydestä muun muassa puu- ja metsäteollisuudessa, jossa puun tärkeimmät komponentit erotetaan kemikaalikeitoilla. Menetelmän käyttö tuotannon osana voisi pienentää kemikaalien kulutusta sekä jälkikäsittelystä koituvia kustannuksia, mikä edistäisi ympäristöystävällisyyttä sekä taloudellista kannattavuutta.
Työssä jatkuvatoimisen kuumavesiuuton tarkastelu on suoritettu puunjalostuksen näkökulmasta prosessin osana. Tällä hetkellä käytetyin kemiallisen sellumassan valmistuskeino on sulfaattikeitto, jossa syntyy rikkiyhdisteitä emäksisissä olosuhteissa, toisin sanoen käsittely- sekä puhdistustarvetta, jotka pystyttäisiin paineistetulla kuumavesiuutolla vähentämään. Selluntuotannon saannon kannalta kriittisin vaihe on puuaineksen pääkomponenttien kuten ligniinin ja hemiselluloosan erottaminen tehokkaasti ilman selluloosakuituihin koituvia vaurioita. Paineistettua kuumavesiuuttoa onkin sovellettu havu- ja lehtipuiden ligniinin ja hemiselluloosan uuttamiseksi laboratorio- sekä pilottimittakaavassa, jonka tuloksia työssä myös käsitellään.
Menetelmän kiinnostavuutta lisää uuttonesteenä toimivan veden fysio-kemiallisten ominaisuuksien muuttuminen liuottimena, jota voidaan kuvata bulkkisuureella, dielektrisyysvakiolla, lämpötilan funktiona eri paineissa. Paineistetun sekä kuumennetun veden käyttö uuttoprosessissa esikäsittelijänä tai kenties omana tuotantoyksikkönään houkuttaa myös uuttonesteen edullisuuden sekä saatavuuden vuoksi.
Korkein tavoite jalostamisessa on olennaisen ja epäolennaisen erottaminen mahdollisimman tehokkaasti sekä edullisesti. Tässä tehtävässä vedellä voisi hyvinkin olla tulevaisuudessa yhä suurempi rooli. Paras tapa lisätä ympäristöystävällisyyden houkuttelevuutta on tehdä siitä taloudellisesti kannattavaa.
Työssä jatkuvatoimisen kuumavesiuuton tarkastelu on suoritettu puunjalostuksen näkökulmasta prosessin osana. Tällä hetkellä käytetyin kemiallisen sellumassan valmistuskeino on sulfaattikeitto, jossa syntyy rikkiyhdisteitä emäksisissä olosuhteissa, toisin sanoen käsittely- sekä puhdistustarvetta, jotka pystyttäisiin paineistetulla kuumavesiuutolla vähentämään. Selluntuotannon saannon kannalta kriittisin vaihe on puuaineksen pääkomponenttien kuten ligniinin ja hemiselluloosan erottaminen tehokkaasti ilman selluloosakuituihin koituvia vaurioita. Paineistettua kuumavesiuuttoa onkin sovellettu havu- ja lehtipuiden ligniinin ja hemiselluloosan uuttamiseksi laboratorio- sekä pilottimittakaavassa, jonka tuloksia työssä myös käsitellään.
Menetelmän kiinnostavuutta lisää uuttonesteenä toimivan veden fysio-kemiallisten ominaisuuksien muuttuminen liuottimena, jota voidaan kuvata bulkkisuureella, dielektrisyysvakiolla, lämpötilan funktiona eri paineissa. Paineistetun sekä kuumennetun veden käyttö uuttoprosessissa esikäsittelijänä tai kenties omana tuotantoyksikkönään houkuttaa myös uuttonesteen edullisuuden sekä saatavuuden vuoksi.
Korkein tavoite jalostamisessa on olennaisen ja epäolennaisen erottaminen mahdollisimman tehokkaasti sekä edullisesti. Tässä tehtävässä vedellä voisi hyvinkin olla tulevaisuudessa yhä suurempi rooli. Paras tapa lisätä ympäristöystävällisyyden houkuttelevuutta on tehdä siitä taloudellisesti kannattavaa.