Kauran kuori paperin raaka-aineena : seulotun ja käsitellyn kauran kuoren vaikutus paperin ominaisuuksiin
Ingman, Miia (2020)
Ingman, Miia
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020060717547
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020060717547
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia kauran kuoren käyttöä paperin raaka-aineena. Kauran kuori on myllyteollisuuden sivutuote, joka hyödynnetään useimmiten polttamalla energiantuotannossa. Tässä opinnäytetyössä tutkittiin, miten seulottu ja käsitelty kauran kuori vaikuttaa paperin ominaisuuksiin.
Opinnäytetyön kokeellinen osuus suoritettiin Tampereen ammattikorkeakoulun paperi- ja pakkauslaboratorion sekä prosessilaboratorion tiloissa. Seulonnalla poistettiin kauran kuorijakeen joukosta karkeampaa jaetta. Laboratoriossa valmistettiin referenssiarkkeja, jotka olivat raaka-aineeltaan kokonaan mäntysellua, ja koearkkeja, jotka sisälsivät 15 % seulottua kauran kuorta. Koearkit valmistettiin kolmella eri kuorijakeen seulontakarkeudella, 710 μm, 500 μm ja 355 μm. Joka karkeudesta valmistettiin kaksi koepistettä, joissa kuorijae sekoitettiin huoneenlämpöiseen veteen tai käsiteltiin kuumentamalla vedessä. Koearkkeja valmistettiin siis kuudesta koepisteestä. Valmiista arkeista tutkittiin perus-, pinta- ja lujuusominaisuuksia.
Perusominaisuuksien tuloksista havaittiin arkkien neliömassan pienentyvän kuorijakeen karkeuden pienentyessä ja kuorijakeen kuumentamisen pienentävän neliömassaa. Kuorta sisältävät arkit olivat paksumpia kuin referenssiarkit. Pintaominaisuuksien tuloksista havaittiin ilmanläpäisyn pienenevän kuorijakeen karkeuden pienentyessä ja kuorijakeen kuumennuksen pienentävän ilmanläpäisyä. Lujuusominaisuuksien tuloksista havaittiin kuorta sisältävien arkkien lujuuksien olevan heikompia kuin referenssiarkeilla. Poikkeuksena oli kuitenkin repäisylujuus, joka oli parempi huoneenlämpöiseen veteen sekoitettua kuorta sisältävillä arkeilla. Kuorijakeen karkeuden pienentyessä jäykkyys pieneni. Kuorijakeen kuumennus laski repäisylujuutta ja kasvatti veto- ja puhkaisulujuutta.
Tulosten perusteella kuumennetun kauran kuorijakeen käyttö vaikuttaisi parantavan paperin raaka-aineiden sitoutuneisuutta toisiinsa. Asiaa täytyy tutkia lisää, jotta selviää, johtuuko muutos itse kuorijakeesta liuenneista aineista vaiko kuumennetun veden lisäämisestä massan joukkoon.
Opinnäytetyön kokeellinen osuus suoritettiin Tampereen ammattikorkeakoulun paperi- ja pakkauslaboratorion sekä prosessilaboratorion tiloissa. Seulonnalla poistettiin kauran kuorijakeen joukosta karkeampaa jaetta. Laboratoriossa valmistettiin referenssiarkkeja, jotka olivat raaka-aineeltaan kokonaan mäntysellua, ja koearkkeja, jotka sisälsivät 15 % seulottua kauran kuorta. Koearkit valmistettiin kolmella eri kuorijakeen seulontakarkeudella, 710 μm, 500 μm ja 355 μm. Joka karkeudesta valmistettiin kaksi koepistettä, joissa kuorijae sekoitettiin huoneenlämpöiseen veteen tai käsiteltiin kuumentamalla vedessä. Koearkkeja valmistettiin siis kuudesta koepisteestä. Valmiista arkeista tutkittiin perus-, pinta- ja lujuusominaisuuksia.
Perusominaisuuksien tuloksista havaittiin arkkien neliömassan pienentyvän kuorijakeen karkeuden pienentyessä ja kuorijakeen kuumentamisen pienentävän neliömassaa. Kuorta sisältävät arkit olivat paksumpia kuin referenssiarkit. Pintaominaisuuksien tuloksista havaittiin ilmanläpäisyn pienenevän kuorijakeen karkeuden pienentyessä ja kuorijakeen kuumennuksen pienentävän ilmanläpäisyä. Lujuusominaisuuksien tuloksista havaittiin kuorta sisältävien arkkien lujuuksien olevan heikompia kuin referenssiarkeilla. Poikkeuksena oli kuitenkin repäisylujuus, joka oli parempi huoneenlämpöiseen veteen sekoitettua kuorta sisältävillä arkeilla. Kuorijakeen karkeuden pienentyessä jäykkyys pieneni. Kuorijakeen kuumennus laski repäisylujuutta ja kasvatti veto- ja puhkaisulujuutta.
Tulosten perusteella kuumennetun kauran kuorijakeen käyttö vaikuttaisi parantavan paperin raaka-aineiden sitoutuneisuutta toisiinsa. Asiaa täytyy tutkia lisää, jotta selviää, johtuuko muutos itse kuorijakeesta liuenneista aineista vaiko kuumennetun veden lisäämisestä massan joukkoon.