Työn tarkoituksena on tarkastella viskoosin valmistusprosessia ja siihen sovellettavaa entsyymikäsittelyä. Työssä esitellään viskoosin perinteisesti käytetty valmistusprosessi, jonka päävaiheet ovat merserointi, esikypsytys, rikitys, jälkikypsytys ja kehruu. Viskoosin valmistuksessa selluloosa regeneroidaan valmistamalla siitä ensin selluloosaksantaattiliuos. Regenerointiin tarvitaan rikkihiiltä, jonka käytöstä vapautuu myrkyllisiä pilkkoutumisja reaktiotuotteita. Lopuksi liukoinen selluloosaliuos kypsytetään ja regeneroitu selluloosa kehrätään viskoosikuiduiksi. Työssä käsitellään tarkemmin Biocelsol-menetelmää, jonka avulla rikkihiilen käytöstä voidaan luopua viskoosin valmistuksessa. Biocelsol-menetelmä on lupaava NaOH-pohjainen prosessi, jossa selluloosa käsitellään mekaanisesti ja entsymaattisesti ja jonka jälkeen se sekoitetaan lipeän ja sinkkioksidin muodostamaan liuokseen. Työssä esitellään merkittävämpiä teollisuusentsyymeitä ja niiden toimintaperiaatteita. Työ on toteutettu kirjallisuusselvityksenä. Työssä tarkastellaan erilaisten entsyymien vaikutusta selluloosakuidun laatuun vaikuttaviin tekijöihin, kuten liukoisuuteen, syntyvän seoksen viskositeettiin ja aktiivisuuteen. Tarkastelu on toteutettu useiden tutkimustulosten pohjalta. Työssä tarkastellaan entsyymikäsittelyn hyviä ja huonoja ominaisuuksia viskoosin valmistuksessa. Työssä käsitellyissä menetelmissä selluloosakuituja voidaan valmistaa yksinkertaisilla, ekologisilla ja taloudellisilla tekniikoilla. Lisäksi kehruuprosessissa selluloosan regeneraation myrkyllisten sivutuotteiden synty voidaan välttää. Entsymaattisella käsittelyllä saavutetaan selluloosalle korkea liukoisuusaste ja aktiivisuus käsittelyn keston ollessa lyhyt. Selluloosan viskositeettia saadaan laskettua käsittelyn avulla. Entsymaattisen käsittelyn haittapuolena on tarve selluloosan esikäsittelylle, joka taas vaatii suhteellisen pitkän käsittelyajan. Lisäksi entsymaattisesti käsitellystä selluloosasta saadut selluloosakuidut ovat lujuudeltaan heikompia kuin perinteisellä menetelmällä valmistetut kuidut. Vielä ei ole käytettävissä kaupallista regenerointi-menetelmää, joka olisi samaan aikaan taloudellisesti kannattava, täyttäisi ympäristöllisen kestävyyden ehdot sekä toteuttaisi tuotteelle asetetut tarkat laatuvaatimukset. / The aim of the thesis is to consider viscose manufacturing process and the enzymatic treatment of cellulose to be applied. Viscose manufacturing process comprising the steps of mercerizing, ageing, xanthation, dissolution and spinning process have been presented in this thesis. In the manufacture of viscose cellulose is regenerated by forming cellulose xanthate. Carbon disulfide is needed for the regeneration of cellulose. Use of carbon disulfide in making viscose release toxic degradation and reaction products. Finally, the regenerated cellulose is ripened and spinned to viscose fibers. In this thesis, the Biocelsol process that allows the use of carbon disulfide be dispensed with in the manufacture of viscose is studied in more detailed. The Biocelsol process is a promising NaOH-based process. In this process, the mechanically and enzymatically pre-treated cellulose is mixed with solution that contains caustic soda and zinc oxide. The most significant industrial enzymes and their operating principals are presented in this thesis. This thesis is a literature review. The effect of enzymes affecting the quality of the cellulose fiber properties, such as solubility and activity. The viscosity of cellulose can be reduced by using enzymatic treatment. The review was based on several research results. This thesis examines the good and bad features of the enzyme treatment in the manufacture of viscose fibers. In the methods studied in this thesis, manufacturing cellulose fibers can be carried out by simple, ecological, and economic techniques. In addition, toxic by-products of cellulose regeneration can be avoided in the spinning process. By enzymatic treatment of the cellulose a high degree of solubility, viscosity, and activity are achieved. The disadvantage of enzymatic treatment is a need for lengthy pre-treatment of the cellulose. In addition, cellulose fibers obtained from enzymatically treated cellulose are inferior in strength compared to fibers prepared by a conventional viscose process. There are still no cellulose regeneration processes that would at the same time be economical, fulfil the pre-conditions of sustainability and the strict product quality requirements.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:oulo.fi/oai:oulu.fi:nbnfioulu-201704251527 |
| Date | 26 April 2017 |
| Creators | Halme, M. (Minna) |
| Publisher | University of Oulu |
| Source Sets | University of Oulu |
| Language | Finnish |
| Detected Language | Finnish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, © Minna Halme, 2017 |
Page generated in 0.0024 seconds