Väitöstiedotteet - Tampereen teknillinen yliopisto

Kevät- ja kesäpuun erot haaste mekaaniselle massatuotannolle – uudet mallit apuun

Puun heterogeeninen rakenne vaikeuttaa sen mekaanista käsittelyä massanvalmistuksessa. Carolina Moilanen kehitti väitöskirjassaan malleja, joiden avulla puun käyttöä voitaisiin tehostaa simuloinnin keinoin.

Puukuidun lujuus riippuu vuodenajasta. Puu kasvaa keväällä nopeasti, jolloin kuitujen seinämä on ohut ja soluontelo iso. Kasvu hidastuu myöhemmin kesällä. Kesäpuun soluseinämät ovat paksumpia ja soluontelo pieni.

– Kesäpuu erottuu puun poikkipinnassa tummina renkaina. Kevätpuu on oleellinen nesteiden ja ravinteiden kuljetuksessa, kun taas kesäpuu lisää rungon ja oksien lujuutta, kertoo TTY:llä väittelevä Carolina Moilanen.

Puun heterogeeninen rakenne vaikuttaa sen käyttöominaisuuksiin. Esimerkiksi mekaanisessa massatuotannossa muokataan puun kuituja muun muassa paperin ja kartongin valmistukseen sopiviksi. Heterogeenisyys vaikeuttaa puun mekaanista käsittelyä massanvalmistuksessa. Carolina Moilanen kehitti väitöskirjassaan malleja, joiden avulla puun käyttöä voitaisiin tehostaa simuloinnin keinoin. Mallit perustuvat laajaan kokeellisen työhön ja suurnopeuskuvamateriaalin analysointiin.

– Kuvaan perustuvalla mittauksella voidaan mitata kevät- ja kesäpuun käyttäytymistä puristuksessa ja siten arvioida, miten ne käyttäytyvät mekaanisessa kuidutuksessa, Moilanen kertoo.

Prosessiolosuhteet vaikuttavat paljon puun mekaanisiin ominaisuuksiin. Moilanen teki kokeellisen työn aidoissa prosessiolosuhteissa, jotta mittauksia voidaan käyttää myös prosessikehityksessä. Kehitetyt mallit ovat ensimmäiset kostean puun puristusmallit korkeassa lämpötilassa ja suurella muodonmuutosnopeudella, joissa kevät- ja kesäpuukerrosten erot on huomioitu.

– Mittauksissa näkyy selvästi, ettei identtisesti toistetuista puristuksista ole hyötyä puun pehmentämiseksi ja kuiduttamiseksi, koska samat kuidut puristuvat silloin samalla tavalla uudestaan. Enemmän hyötyä saadaan, jos kuitu esimerkiksi kääntyy puristusten välissä. Silloin se pehmenee kaikissa suunnissa, Moilanen sanoo.

Väitöstilaisuus keskiviikkona 15.11.2017

Diplomi-insinööri Carolina Moilasen kone- ja tuotantotekniikan alaan kuuluva väitöskirja Image based analysis and modelling of Norway spruce compression (Kuusen puristuksen kuvaan perustuva analyysi ja mallinnus) tarkastetaan julkisesti Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknisten tieteiden tiedekunnassa keskiviikkona 15.11.2017 kello 12.00 alkaen Sähkötalon auditoriossa S4 (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii associate professor Lennart Salmén (RISE Bioeconomy/Biorefinery & Energy ja Mid Sweden University, Ruotsi) ja associate professor Sven Bossuyt (Aalto-yliopisto). Tilaisuutta valvoo professori Pentti Saarenrinne TTY:n kone- ja tuotantotekniikan laboratoriosta.

Carolina Moilanen on kotoisin Mustasaaresta, Pohjanmaalta ja työskentelee tällä hetkellä kokeellisen virtaustekniikan tutkimusryhmässä kone- ja tuotantotekniikan laboratoriossa.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-4041-7

Lisätietoja: Carolina Moilanen, puh. 040 198 1599, etunimi.sukunimi@tut.fi

Uutisen jättäjä: Sanna Kähkönen
Asiasanat: tiede ja tutkimus, kone- ja tuotantotekniikka