Väitös kemian tekniikan alalta, M.Sc. Nicolaus Bijok

Väitöskirjan nimi: Modelling and simulation of biorefinery processes
Case study: Kraft pulping process 

Tohtoriopiskelija: M.Sc. Nicolaus Bijok
Vastaväittäjä: professori Tapio Salmi, Åbo Akademi Universitetet, Suomi
Kustos: professori Ville Alopaeus, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, kemian tekniikan ja metallurgian laitos

Miten hakepala keittyy selluksi Kraft prosessissa?

Biojalostamoilla on ratkaiseva rooli yhteiskunnan tavoitellessa siirtymää vihreään ja kestävään tulevaisuuteen. Yksi tärkeimmistä biojalostamoprosesseista on ns. sulfaattiselluprosessi, jonka tavoitteena on tuottaa puusta selluloosakuituja, jota kutsutaan myös selluksi. Sellu käsitellään pehmopaperiksi, paperiksi ja kartongiksi. Tutkimus pyrkii vastaamaan haasteeseen, jossa puu hyödynnetään maksimaalisesti, jolloin kaikki puun kemialliset komponentit voidaan muuntaa arvokkaiksi tuotteiksi ilman hukkaa. Siksi tuotantoprosessit on optimoitava raaka-aineen käytön suhteen tämän kunnianhimoisen tavoitteen saavuttamiseksi.
Väitöskirjassa esitetään matemaattinen viitekehys hakepalan Kraft-keiton kuvaamiseen puumassan valmistusprosessin aikana teoreettisesta näkökulmasta, jota testattiin kokeellisella tiedolla. Ajatuksena on keittää hakepalaa virtuaaliympäristössä ja saada tieteeseen perustuvia ennusteita siitä, miten keitto toimii todellisessa prosessissa. Esitettyjen mallien avulla arvioidaan kemiallisia/fysikaalisia ilmiöitä varsinaisissa keittoprosesseissa ja ohjataan mahdollisia kokeellisia tutkimussuuntia.
Tutkimus osoittaa, että puu on monipuolinen raaka-aine, jonka kemiallinen koostumus vaihtelee. Lisäksi kuituja koossa pitävällä "liima" -ligniini on hyvin monimuotoinen, ja ligniinin jatkokäsittelyssä tämä on otettava huomioon.
Kaiken kaikkiaan väitöskirja tarjoaa työkalun prosessien optimoimiseksi mahdollisimman tehokkaiksi resursseja tuhlaamatta.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä)
Yhteystiedot:
M.Sc. Nicolaus Bijok
[email protected] 

Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat

Zoom pikaopas