kappaluku

Selluloosamassan kappa-luku

Työssä määritettiin selluloosamassan ligniini-pitoisuus jodometrisellä titrauksella.

Työn alussa pölytettiin valmiista arkeista 3g näytettä ja mitattiin massan kuiva-aine pitoisuus IR-kuivaimella, joka oli 94,11. Tämän jälkeen punnittiin 1g massanäytettä ja laitettiin se 600ml dekantteriin, johon lisättiin myös 350ml vettä. Dekantteri siirrettiin magneettisekoittajalle ja odotettiin, kunnes massa oli hajonnut.

50ml kaliumpermanganaattia ja 50 ml rikkihappoa sekoitettiin keskenään. Happoseos sekoitettiin massanäytteen sekaan ja käynnistettiin kello. Happoastia huuhdeltiin 50ml:lla vettä ja lisättiin dekantteriin.

10 minuutin jälkeen seokseen lisätiin 10ml kaliumjodidia ja 5ml tärkkelysliuosta. seos muuttui ruskeaksi. Seos titrattiin natriumtiosulfaatilla värittömäksi.

Titraus suoritettiin kolme kertaa. Kaksi ensimmäistä massalla ja kolmas oli nollanäytemääritys ilman massaa.

Tulokset:

             Massa,g                   tiosulfaatin kulutus,ml

1.                 1g                                  5,7ml

2.          0,999g                                  7,2ml

3.                                                        24ml

m=(t/100)*p

p:punnittu massanäyte

t:massan kuiva-aineprosentti

m:täysin kuiva massanäyte

1) m=(94,11/100)*1g

    m=0,941

2) m=(94,11/100)*0,999

    m=0,940

a=2(b-c)

a:reaktiossa kuluva permanganaatin määrä

b:tiosulfaatin kulutus nollanäytteellä

c:tiosulfaatin kulutus massanäytteellä

1) a=2*(24ml-5,7ml)

    a=36,6

2) a=2*(24ml-7,2ml)

    a=33,6

Kappa-luku=(a*d)/m

jossa d on kerroin taulukosta 1 ja riippuu a:n suuruudesta

1) (36,6*1,050)/0,941

=40,8

2) (33,6*1,037)/0,94

=37,1

ka:38,95

Massan jauhatus ja arkkien valmistus

Massan jauhatus ja arkkien valmistus

Laskimme paljonko massaa ja vettä tarvitaan hollanteriin.

sakeus 2,1%=21g/l

x*21g/l=360g

x=360g/21 g/l

x=17,14l massaa

6l vettä

Laskimme myös paljonko tarvitsemme SR-lukuun massaa.

x*15,7g/l=2g

x=2g/15,7g/l

x=0,127l

Massa laitettiin hollanteriin ja annettiin jauhautua n.30min. Hollanterista otettiin massaa 0,127l ja laimennettiin litraksi.  Laimennos kaadettiin SR-laitteeseen ja mitattiin jauhatusaste. Jauhatusaste oli 31 ja toisella mittauskerralla 39. 

Jauhetusta massasta teimme kaksi massakakkua ja selvitimme niistä sakeuden. Sakeudeksi saimme 1,77%-->17,7g/l.

Valmistin valmiista massasta 15kpl arkkeja:

arkit: 15kpl 2,8g/arkki --->42g

x*17,7g/l=42g

x=42g/17,7g/l

x=2,37l massaa

Vettä 5,1l

Arkkien fysikaaliset määritykset:

Kuivatut arkit leikattiin ja punnittiin. Seuraavaksi arkeista tehtiin fysikaaliset määritykset ja laskettiin neliömassa, vetoindeksi, murtovenymä, repäisyindeksi, puhkaisuindeksi ja vaaleus.

Neliömassa:

W=10 000*m/A

W=10 000*(1,48g/196cm2)

W=75,51g/m2

Vetoindeksi:

Y=1000*x/w

Y=1000*(7,15kN/m/75,51g/m2)

Y=94,69Nm/g

Murtovenymä:

32,82%

Repäisyindeksi:

X=a/w

X=877,3mN/75,51g/m2

 X=11,61mNm2/g

 Puhkaisuindeksi:

X=p/w

X=410kpa/75,51g/m2

X= 5,43kPam2/g

Vaaleus:

59,37

Massan hajoitus pystyhajottajassa ja priimamassasaanto

Massan hajoitus pystyhajottajassa ja priimamassasaanto

Aluksi laitoimme pystyhajottajaan vettä ja kourallisen massaa. Hajottajaa käytettiin n 5-10 min. Toistimme tämän niin monta kertaa, että kaikki massa oli hajotettu.
Hajotettu massa laitettiin saaviin ja lisättiin vettä niin, että se saatiin laimennettua 20 litraksi. Valmiista ja hyvin sekoitetusta massasta otettiin 0,28 litraa, josta tehtiin massakakku arkkimuotissa ja kuivattiin vohveliraudassa. Massakakusta saatiin laskettua koko priimamassan saanto.

Priimamassasaanto,g

(V/v)*m=priimamassasaanto

V=Priimamassalietemäärä l (20l)
v=Kuivattuun kakkuun otettu lietemäärä l (0,28l)
m=Kuivatun kakun paino g (5,8g)

 (20l/0,28l)*5,8g=414,3g

Priimamassasaanto prosentti,%

(Priimamassasaanto/abs. kuivatut lastut)*100=%

(414,3g/868g)*100=47,7%

Sellun keitto

Sellun keitto

 Aluksi tarkastimme että kaikki keittimen venttiilit ovat kiinni, paitsi mustalipeän venttiili, joka on avoin viemäriin. Seuraavaksi säädimme tehot ja lämpötilat ohjeiden mukaisiksi.

Hakkeen laitoimme keittimessä olevaan hakekoriin ja keittonesteet keittimeen.

Keittonesteet laitoimme seuraavassa järjestyksessä: mustalipeä, NaOH, Na2S.

Suljimme keittimen kannen tiiviisti.

Keittimen jälkeiset venttiilit, tulovesiventtiili ja pumpun tiivisteventtiilit avattiin.

Pumppu ja lämmönvaihdin käynnistettiin, sekä keittimen yläkierron venttiili avattiin puoliksi.

Lämpötila ja paine merkattiin ylös 10 minuutin välein h-tekijäkaavioon.

Kun h-tekijä oli n. 150-200 päässä tavoitteesta pysäytettiin pumppu ja lämmönvaihdin. Lämpötila ja paine otettiin ylös vielä 5 minuutin välein.

Kaasaus tapahtui vähitellen vetokaappiin juoksevaan veteen.

Paineen laskettua ilmanpaineeseen mustalipeä laskettiin jäähdytyksen kautta kaukaloon.

Keittimen kansi avattiin ja lastukori laitettiin saaviin  lämpimään veteen.

Keitin pestiin.

Lopuksi massaa pestiin suodatinpusseissa niin kauan, että siitä ei enää lähtenyt väriä.

Kuorinta, haketus, seulonta

Kuorinta ja haketus

Työn aloitimme hakemalla koivua ja kuorimalla sen kuorintapukissa kuorimaraudalla. Kuorinnan jälkeen sahasimme ja pilkoimme puun sopivan kokoisiksi pätkiksi haketusta varten.

Seuraavaksi syötimme puupölkyt hakkuun.  Haketuksen jälkeen avasimme ja putsasimme hakun.

Hakeseulonta

Levitimme saadun hakkeen seulan ylimpään laatikkoon ja käynnistimme seulan. Käytimme seulaa noin 10 minuuttia, jonka jälkeen lajittelimme saadut jakeet omiin ämpäreihinsä. Punnitsimme kaikki ämpärit ja otimme myös 100 gramman näytteen kuiva-ainepitoisuuden määrittämistä varten ja laitoimme sen lämpökaappiin. Lopuksi putsasimme seulan.

 Screen                        g                 %

Hole 45mm          53,6g          1,86%         

Gap 8mm            573,4g        19,88%           

Hole 13mm       1786,9g        61,95%

Hole 7mm           363,1g        12,59%

Hole 3mm             91,2g          3,16%

Sawdust                   16g           0,55%

Total                  2884,2g           100%

Laboratoriotehtävä

Laboratoriotehtävä

Suoritimme hampurilaiskäärepaperista erilaisia mittaustöitä ja selvitimme siitä karheuden, ilmanläpäisevyyden, paksuuden, tiheyden, neliömassan, vaaleuden, opasiteetin, repäisylujuuden, vetolujuuden, murtotyön, venymän ja puhkaisulujuuden. Kyseiseltä paperilta vaadittavia ominaisuuksia ovat ainakin lämmön, rasvan ja öljyn kestävyydet.

Karheus ja ilmanläpäisevyys

Karheudella tarkoitetaan sitä, paljonko paperin pinnan eri kohdat paksuussuunnassa poikkeavat keskimääräisestä paksuudesta. Paperin sileys on tärkeää varsinkin syväpainopapereilla, joilta vaaditaan hyvää kontaktia paperin pinnan ja painosylinterin välillä. Karhea paperi aiheuttaa muun muassa puuttuvia pisteitä ja huonontaa näin ollen painolaatua. Voimakkaimmin paperin sileyteen vaikuttavat kalanterointi ja päällystys. Yleisimmin paperin pinnan sileyttä/karheutta mitataan ilmavirran avulla. Mittauksessa mitataan kuinka paljon tai kuinka nopeasti ilma virtaa paperin ja sileäksi hiotun pinnan välisestä raosta.

Tulokset:

Karheus: alapuoli 68ml/min , yläpuoli 79ml/min

ilmanläpäisevyys: 62ml/min

Paksuus ja tiheys
Paksuus mitataan paperi- tai kartonkiarkin pintojen välisenä etäisyytenä. Paperin tiheys on massa tilavuusyksikköä kohti laskettuna yksittäisen arkin neliömassan ja paksuuden perusteella. Paperin paksuus määräytyy osittain sen neliömassan mukaan. Paksuuden lopullinen säätö tapahtuu kalanteroinnin yhteydessä, jolla pystytään jonkin verran vaikuttamaan myös paksuusprofiiliin.


Tulokset:
paksuus: 33µm

tiheys: 787 kg/m3

Neliömassa

Paperin neliömassalla tarkoitetaan paperin massaa grammoina laskettuna neliömetriä kohti (g/m2). Neliömassa sisältää sekä paperiin kätetyn kuiva-aineen että siinä olevan kosteuden. Neliömassa vaikuttaa melkein kaikkiin paperin ominaisuuksiin. Esim paperin lujuudet, opasiteetti ja tiiveys paranevat neliömassan kasvaessa.

Tulokset:
neliömassa: 26g/m2

Vaaleus ja opasiteetti

Paperin opasiteetti on sen läpinäkymättömyyden mitta. Jos paperin opasiteetti on huono eli paperi on läpinäkyvää, niin myös painettaessa tällaiselle paperille läpipainatus on voimakasta. Vaaleus merkitsee samaa kuin tavanomaisessa kielenkäytössä värittömistä tai lähes värittömistä kappaleista käytetty käsite "valkoisuus".

Tulokset:
Vaaleus: 86,75%
Opasiteetti: 85,2%

Repäisylujuus

Repäisylujuus mittaa sen työn, joka tarvitaan neljän päällekkäisen arkin repäisemiseen alkuviillosta lähtien. Repäisylujuus ilmoietaan voimana, joka vaaditaan repäisyn jatkamiseen eli yksikkö on mN. Jauhatus lisää aluksi repäisylujuutta, mutta se alkaa varsin pian laskea jauhatusmäärää lisättäessä, koska kuidun lujuus heikkenee ja ne alkavat katkeilemaan. Kuidun pituus parantaa repäisylujuutta. Märkäpuristus ja kalanterointi heikentävät repäisyä, koska tiiviissä paperissa repäisyyn tarvittava energia kohdistuu pienelle alueelle, jolloin näyte repeää helpommin.

tulokset:
repäisylujuus: ps: 134mN , Ks: 117mN

Repäisyindeksi: ps: 5,2  mNm2/g , Ks: 4,5 mNm/g

Vetolujuus, murtotyö ja venymä
Paperin murtotyö muodostuu venymästä ja vetolujuudesta. Vetolujuudella tarkoitetaan suurinta kuormitusta, jonka liuska kykenee kestämään murtumatta sitä pinnan suuntaisesti vedettäessä. Venymällä tarkoitetaan liuskan vetokokeessa maksimivoiman hetkellä saavuttaman pituuden lisäyksen suhdetta liuskan alkuperäiseen pituuteen.
  Vetolujuuteen vaikuttaa esim. kemiallinen massa, joka antaa paremman vetolujuuden kuin mekaaninen. Jauhatus kasvattaa vetolujuutta, koska kuitujen sitoutumiskyky paranee. Täyteaineet huonontavat vetolujuutta, koska ne estävät kuitujen sitoutumisen. Vetolujuus kasvaa neliömassan kasvaessa. Kalanterointi kasvattaa vetolujuutta.

Tulokset:
vetolujuus: Ps: 1,63kN/m , Ks: 2,2kN/m
Venymä: Ps: 3,74% , Ks: 1,34%
murtotyö: Ps: 34,7 J/m2 Ks: 19 J/m2

Vetoindeksi: Ps: 62,7 Nm/g , Ks: 84,6 Nm/g
Murtotyöindeksi: Ps: 1334,7 J/kg , Ks: 730 J/kg

Puhkaisulujuus
Testikappaleen puhkaisulujuus on käytetyn hydraulisen paineen maksimiarvo, jonka näyte kestää rikkoutumatta.Puhkaisulujuuteen vaikuttavat esim kalanterointi, jauhatus, kuidunpituus.

tulokset: 100kPa
Puhkaisuindeksi: 3,8kPam2/g

Oluen valmistus

Oluen valmistus

Työn tavoite:

Tavoitteena oli valmistaa olutta kattilamittakaavassa.

Työssä käytetyt aineet ja välineet:

-maltaat

-vesi

-humala

-hiiva

-lugolin reagenssi

-sitruunahappo

-kertakäyttöpipetti

-ph-paperi

-keittolevy

-muovikulho

-siivilä

-muovikauha

-mukeja

-lämpömittari

-käymisastia

Työn suoritus:

Mäskäys:

Ensimmäiseksi mittasin maltaita 400g muovikulhoon valmiiksi odottamaan, jonka jälkeen otin 2 litraa vesijohtovettä kattilaan ja asetin kattilan keittolevylle lämpiämään. Lämmitin veden 67-69°C asteiseksi. Veden saavutettua oikean lämpötilansa lisäsin maltaat veden sekaan kattilaan jatkuvasti sekoittaen. Tämän jälkeen tarkistin pH-paperilla että mäskin pH on välillä 5,3-5,8. pH:n oltua sopiva aloin nostamaan kattilan lämpötilaa 68°C asteeseen ja pidin sen siinä n. 20 min samalla sekoittaen. Lämmityksen jälkeen otin pienen määrän vierrettä kertakäyttömukiin ja lisäsin siihen pipetillä pisaroittain lugolin reagenssiä. Vierteessä ei tapahtunut värimuutoksia, joten kaikki tärkkelys oli muuttunut sokeriksi. Mäskäyksen loputtua kaadoin seoksen siivilän läpi muovikulhoon, jonka jälkeen kaadoin siivilässä olevien maltaiden läpi 75°C asteista vettä n. 200ml. Tämän jälkeen kaadoin siivilässä olleet maltaat roskiin ja pesin kattilan, sekä kaadoin suodoksen takaisin kattilaan.

Keitto:
Punnitsin vaa`alla 5g humalaa kertakäyttömukiin ja siitä laitoin sen siiviläpussiin. Siiviläpussin siirsin seoksen sekaan kattilaan. Seuraavaksi keitin seosta avokattilassa n. 60 minuuttia, jolloin seoksesta poistui mm. asetaldehydiä ja muita epäpuhtauksia. Lopuksi otin humalapussin pois seoksesta.

Jäähdytys:
Vierteen jäähdytyksen suoritin pitämällä kattilaa kylmässä jäävesihauteessa. Vierteen ollessa n.37
°C asteista otin kertakäyttömukin puolilleen vierrettä ja mittasin vierteestä ominaispainon Anton Paar- mittarilla (1,1g/cm3). Seuraavaksi lisäsin mukiin 1,5g hiivaa ja annoin sen turvota mukissa n.10-15minuuttia. Vierteen saavuttaessa huoneenlämpötilan (20-22C astetta) lisäsin siihen sekaan mukista hiivan. Tämän jälkeen kaadoin vierteen hitaasti ja korkealta steriloituun käymisastiaan ja suljin kannen, sekä lisäsin vesilukkoon vettä. 

Loppupäätelmä:
Kaljankeitto onnistui hyvin, mutta maistamaan ei ehditty.