Kraft ligniinin arvon nostaminen fraktioinnin ja osittaisen depolymerisoinnin avulla

Ligniini on yksi kasvien merkittävimmistä rakenneosista, joka toimii eräänlaisena kasvien liimana sitoen kasvien kuidut yhteen. Ligniinin tehtävänä onkin antaa kasveille jäykkyyttä ja vahvuutta. Valmistettaessa selluloosaa ligniini on poistettava, jotta kuidut saadaan hyödynnettäväksi.

Yleisesti käytetyssä sulfaattiselluloosaprosessissa ligniini liuotetaan sellunkeitossa kemikaalien avulla. Normaalisti ligniini hyödynnetään energiana polttamalla se käytetyn keittokemikaalin, mustalipeän, kierrätyksen yhteydessä. Ligniinin hyödyntäminen energian ohella myös materiaalina on mahdollista. Ligniinin polyfenolirakenne tekee siitä potentiaalisen raaka-aineen biokemikaalien ja biopohjaisten materiaalien, kuten hartsien ja polyuretaanien valmistamiseen. Helpointa ligniinin hyödyntäminen olisi, mikäli se pilkottaisiin yksinkertaisiksi fenoleiksi. Ligniinin rakenne on kuitenkin hyvin kestävä, joten tämä vaatii hyvin korkeiden lämpötilojen ja korkean paineen käyttöä.

Tämän tutkimuksen tavoitteena olikin löytää yksinkertaisia ja miedoissa prosessiolosuhteissa käyttökelpoisia menetelmiä, joiden avulla ligniinin hyödynnettävyyttä voitaisiin parantaa. Tutkimuksessa havaittiin, että liuotinfraktioinnilla voidaan erottaa ligniinistä jakeita, jotka ovat ominaisuuksiltaan käyttökelpoisempia kuin alkuperäinen ligniini. Lisäksi havaittiin, että osittainen pilkkominen suhteellisen matalassa lämpötilassa ja paineessa voi lisätä ligniinin hyödyllisiä ominaisuuksia. Näiden modifioitujen ligniinien sovellutuskohteita voivat olla esimerkiksi biopolymeerit ja biokomposiitit.

Väitöskirja verkossa