vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus

108
miehen Anne Grönlundin toimesta. Tutkimuksessa ei tullut esille julkaisuja, joissa
kyseessä olevan mikrobin tai sen fermentaatioliuoksen käyttöä olisi käytetty runkokuitujen
liotuksessa ja/tai värjäyksessä. Ensimmäinen patenttihakemus jätettiin
patenttiasiamiehen välityksellä 8.3.2004, josta saatiin välipäätös 2.9.2004 patenttivaatimusten
hyväksymisestä. Patenttisuoja oli liian rajallinen ja siksi siihen jätettiin
vastaamatta määräpäivään 8.3.2005 mennessä.
Fusart-menetelmän toinen tutkimusvaihe alkoi keväällä 2004 yhteistyössä
Helsingin yliopiston Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitoksen professori
Annele Hatakan ja hänen tutkimusryhmänsä jäsentensä FT Pekka Maijalan ja
FM Sari Galkinin kanssa. Työnjako 47 muotoutui siten, että sienen kasvatus ja vaikuttavien
aineiden/yhdisteiden selvitys oli HY:n tutkijoiden tehtävänä ja keksintöön
liittyvä kokonaishallinta sekä kaikki kuitujen käsittelykokeet olivat kirjoittajan vastuulla.
Käytännön kokeisiin liittyivät muun muassa sienen kasvatusolosuhteiden ja
koeolosuhteiden määrittäminen oikeiden mikrobisuhteiden ja apuaineiden löytämiseksi.
Pekka Maijala on määrittänyt tutkittavien näytteiden uuteaine- sekä ligniinipitoisuudet.
Käsittelyolosuhteiden määrittäminen
Fusart-käsittelyjen keskeinen tavoite oli cottonisointi, kuitujen pehmentäminen ja
niiden kiiltoisuuden lisääminen. Käsittelyolosuhteiden etsimisessä pyrittiin rajaamaan
mikrobin toimintaolosuhteita käytössä olleilla, varsin ”alkeellisilla” tutkimuslaitteistoilla.
Tutkimuksissa käytetyt Fusart-kasvuliuokset kasvatettiin alkuperäisestä
VTT:llä analysoidusta mikrobinäytteestä. Mikrobin kasvatuksista vastanneet Pekka
Maijala ja Sari Galkin päätyivät käyttämään 200 ml:n kasvatuksissa kasvualustaa,
jossa oli 200 ml vettä, 0,2 g pektiiniä, 0,6 g tryptonia, 0,04 g hiivauutetta ja 0,1 g
magnesiumsulfaattia (MgSO 4 ).
Alkuvaiheessa käytettiin liuosta, joka kasvatettiin pimeässä ja koko kasvuliuos
sienirihmastoineen sekoitettiin tasaiseksi seokseksi. Käsittelyt tehtiin tuoreella
kasvuliuoksella vuorokauden kuluessa kasvatuksen päättymisestä. Tällä liuoksella
tehtiin koesarjoja vaikuttavan aineen sekä lisäaineiden tarpeiden määrittämiseksi.
Optimaalisten käsittelyolosuhteiden etsinnässä kasvuliuoksen määrää haarukoitiin
asteittain eri pitoisuuksilla välillä 1–30 ml kasvuliuosta kuitugrammaa kohden
0,5 ml:n asteikolla. Näytteet ajettiin 2,15 h sekä 40 että 60 °C:een pesukoneohjelman
47 Keksinnön kehittämisestä on tehty sopimus, jonka perusteella keksinnön omistusosuudet on määritelty
seuraavasti: Tiina Härkäsalmi 70 %, Pekka Maijala 15 % sekä Annele Hatakka, Sari Galkin ja Minna
Nykter kullakin 5 %.
5 tutkimusmenetelmät ja tutkimuksen toteutus
läpi vesitiiviisiin pusseihin pakattuina. Useamman koesarjan perusteella kasvuliuoksen
määräksi vakiintui 14 ml/g kuitua. Jo varhaisessa vaiheessa päädyttiin suolan
lisäämiseen käsittelyveteen, sillä kaikissa vertailukokeissa suolaliuoksessa käsitellyt
kuidut olivat aistivaraisesti tarkasteltuna parempia kuin pelkässä vesijohtovedessä sekoitetut.
Suolan lisääminen käsittelyveteen perustui oletukseen sen kuituja turvottavasta
vaikutuksesta ja mikrobien liikkumisen nopeuttamisesta. Esimerkiksi selluloosakuitujen
reaktiovärjäyksessä suola lisää värien substantiivisuutta, jonka ansiosta väri
hakeutuu tehokkaammin tekstiilimateriaaliin (Forss 2000, 63). Lisäksi oletuksena oli,
että suolan lisäämisellä saadaan veden suolapitoisuus vastaamaan solunsisäistä suolapitoisuutta,
mikä vähentää suolan osmoottista kulkeutumista solun sisältä veteen.
Tarvittava suolapitoisuus arvioitiin koesarjalla, jossa kokeiltiin lisäämällä 10, 20, 30,
40 ja 50 g suolaa vesilitraa kohden. Nestemäärän tarve kuitumassaa kohden perustuu
kokeisiin, jossa kokeiltiin suhdelukuja 1/10, 1/20, 1/30, 1/40 ja 1/50. Tämän lisäksi
arvioitiin pH:n mahdollista vaikutusta käsittelyyn. Vertailtavina olivat etikkahapolla
happamoitu suolavesi, jonka pH oli noin 5 ja natriumkarbonaatilla alkalisoitu suolavesi,
jonka pH oli noin 9. Näiden alkuselvitysten perusteella päädyttiin koeasetelmaan,
jossa veteen oli lisätty suolaa 10 g/l H 2 O nestesuhteen ollessa 1/20 muuttamatta
nesteen happamuutta ja lämpötilan ollessa 37 tai 57 °C. Jatkossa mekaaniseen
sekoitukseen käytettiin Linitest-koevärjäyslaitetta. Linitest-laitteessa on kahdeksan
teräsastiaa, joiden vetoisuus on 500 ml ja täyttöaste on korkeintaan 400 ml. Astiat
asetettiin vedellä täytettyyn säiliöön, jonka lämpötilaa voitiin säätää ± 1 °C:een tarkkuudella.
Koneen pyörimisnopeus oli noin 36 kierrosta/min. Näytteet apuaineineen
asetettiin astioihin huoneenlämpöisinä ja käsittelyliemen loppulämpötila 37 tai
57 °C saavutettiin 30 minuutissa.
Sienen kasvuajan vaikutusta tutkittiin kasvattamalla sientä valossa 14, 18,
21, 28 ja 38 vuorokautta, jonka jälkeen niistä suodatettiin rihmasto pois ja mitattiin
pH. Nesteeseen lisättiin proteiinien saostamiseksi ammoniumsulfaattia
(NH 4 ) 2 SO 4 70 g/100 ml, jota sekoitettiin 4 °C:ssa 60 minuuttia. Proteiinien saamiseksi
talteen neste sentrifugoitiin 30 minuuttia 5 °C:ssa kierrosnopeuden ollessa
10 000 rpm/min. Muodostuneeseen sakkaan ovat saostuneet noin 50 % liuoksen
proteiineista. Suodatettu liuos, supernatantti kerättiin talteen, mitattiin liuoksen pH
ja käytettiin käsittelyihin.
Kaikkien koesarjojen jälkeen näytteet kuivattiin huoneenlämmössä ja punnittiin
käsittelyhävikki. Kuitunäytteet eroteltiin käsin mahdollisimman tarkoin peruskuiduiksi,
minkä jälkeen arvioitiin niiden tuntua sormien välissä sekä vaaleutta asteikolla
1–3. Koesarjojen parhaimmat näytteet otettiin tavoitekuiduiksi, joita verrattiin
runkokuituja lyhytkuitumenetelmin
10