Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia, kuinka kaurankuori, porkkana ja rahkasammal vaikuttavat paperin ja kartongin ominaisuuksiin. Teollisuudessa jää suuret määrät sivuvirtoja, joita ei hyödynnetä tai hyödynnetään heikosti. Tässä työssä tutkitaan, jos niitä voisi hyödyntää paperin valmistuksessa positiivisin vaikutuksin.
Monissa kasveissa on aineosia, joilla on antimikrobisia vaikutuksia, ja opinnäytetyössä olikin tavoitteena selvittää, lisäävätkö tutkitut sivuvirrat elintarvikkeiden säilyvyyttä. Tällöin ruoka-aineiden patogeenisten ja pilaantumista edistävien mikrobien määrä vähenisi, jolloin pystyttäisiin vaikuttamaan positiivisesti maailman ravintohävikkiin.
Tutkimus suoritettiin Tampereen ammattikorkeakoulun paperi- ja pakkauslaboratorion tiloissa. Laboratoriossa valmistettiin referenssiarkkeja, jotka sisälsivät vain mäntysellua, ja arkkeja, jotka sisälsivät sellun lisäksi kaurankuorta, porkkanaa tai rahkasammalta. Tutkittavien lisäjakeiden osuudet arkeissa olivat 5 %, 15 % ja 30 % arkin koko kuiva-aineen massasta. Arkeista tutkittiin perus-, lujuus- ja absorptio-ominaisuuksia. Näiden lisäksi suoritettiin makutesti ja tutkittiin lisäjakeiden mahdollisia antifungaalisia vaikutuksia. Arkit kalanteroitiin ennen mittauksien suorittamista TAMKin kalanterilla.
Perusominaisuuksien tuloksista havaittiin, että vaikka arkkien neliömassa oli lähes sama, niin arkeilla, jotka sisälsivät rahkasammalta ja kaurankuoria, oli matalammat tiheyden arvot. Porkkanaa sisältävät arkit olivat sen sijaan huomattavasti lähempänä referenssiä. Absorption arvoissa porkkanaa sisältävien näytteiden arvot olivat samaa tasoa tai alempia kuin referenssin ja korkeampia kuin rahkasammalta ja kaurankuorta sisältävien. Repäisylujuudessa pienen pitoisuuden lisäjaepaperit olivat referenssiä parempia. Vetolujuusindeksissä ne olivat selvästi referenssiä huonompia, mutta pienen pitoisuuden porkkanaa sisältävä paperi ei ollut merkittävästi referenssiä huonompi. Makutestissä, jossa testattavana oli korkeimman sivujakeen pitoisuuden paperit, havaittiin lisäjakeiden aiheuttavan vahvoja sivumakuja tuotteisiin, mikä ei ole toivottavaa. Antifungaalisia ominaisuuksia tutkittaessa ei päästy käyttämään varsinaisia tarkoitukseen kehitettyjä menetelmiä. Työssä päädyttiin testaamaan, onko kirsikkatomaattien ja viinirypäleiden säilyvyydessä eroja näistä eri raaka-aineista tehdyissä rasioissa verrattuna muovirasiaan. Näissä kokeissa ei havaittu juurikaan eroja eri mittauspisteiden välillä.
Tutkimuksissa selvisi, että jatkotutkimuksissa kannattaisi käyttää paremmin antifungaalisuutta mittaavia testejä, kuten kiekkomenetelmää tai migraatiotestejä. Näiden lisäksi kannattaa pyrkiä selvittämään, saisiko sivuraaka-aineiden erilaisilla käsittelyillä paperin tärkeisiin ominaisuuksiin haluttuja vaikutuksia.The purpose of this paper was to study how the oak shell, carrot and Sphagnum moss affect the properties of paper and board. In industry there are large volumes of side streams that are not utilised or are poorly utilised. In addition, there are large quantities of unused raw materials which could be used, at least theoretically, in paper making with positive effects.
An important research topic was the possible antimicrobial effects of the used side streams on food. Should this be the case, the number of pathogens and detrimental microbes of food would be reduced, thus positively affecting the world's nutrient losses.
The work was conducted at the Tampere University of Applied Sciences paper laboratory. The work was carried out by making reference sheets containing only pine pulp and sheets containing oat shells, carrots or Sphagnum moss in addition to pulp. The concentrations of the combinations were 5 %, 15 % and 30 % of the total dry mass of the sheet. The sheets examined basic-, strength- and absorption properties. In addition to these, a taste test was carried out, and the possible antifungal effects of the fractions were studied. The sheets were calendered with TAMK calender machine before measuring the properties.
Based on the results of the basic properties, it was found that even if the sheets were almost the same weight the sheets containing Sphagnum moss and oat shells, had lower density than the reference. Instead, the sheets containing carrot were much closer to the reference. In the absorption values the samples containing carrot were at the same level or lower with the reference. Sheets containing Sphagnum moss or oat shells on the other hand had much higher absorption properties. In the strength properties, all the additional fractions clearly weakened the properties of the sheets noticeable at 30% concentrations, but on the tear strength a small addition of side stream had positive effects. The flavor test found out that additional fractions produces strong side flavor in the products, which is not desirable. While studying the antifungal properties, the actual testing methods could not be performed. A decision was made to test, if there are differences on the storage length of groceries, when different raw materials are used. The test included all the made paper sheets and plastic. No significant differences were found between the measuring points, which means that it would be better to use antifungal tests, such as disc diffusion susceptibility testing or migration tests, in further studies. In addition to these, it is worth trying to find out, if it is possible to get the desired effects on the paper by material handling
