Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Characterisation of properties of coniferous wood tracheids by x-ray diffraction, laser scattering and microscopy

Matti-Paavo Sarén

Doctoral dissertation, May 2006.
University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physical Sciences and The Finnish Forest Research Institute, Vantaa Research Unit and University of Oulu, Measurement and Sensor Laboratory.

Tutkimuksen taustaa: Viime vuosina metsäteollisuuden kiinnostus on herännyt entistä tarkempaan raaka-aineen valintaan, sillä se parantaa lopputuotteiden laatua sekä mahdollistaa prosessien tehostamisen. Tiedetään, että puiden geneettinen tausta ja kasvuolosuhteet vaikuttavat kasvavan puun puuainekseen, mutta ainoastaan harvoja puun laatuun liittyviä tunnuslukuja, kuten tilavuutta tai tiheyttä, voidaan mitata teollisessa mittakaavassa. Tässä väitöskirjatyössä on vertailtu ja kehitetty menetelmiä, joilla puuaineksen ominaisuuksia ja sen muodostumista erilaisissa kasvuolosuhteissa voidaan mitata. Tämä edesauttaa ymmärtämään puun kasvuprosessia.

Tutkimusmenetelmästä: Väitöskirjatyössä on tutkittu havupuun puusolukon ja erityisesti putkilosolujen soluseinämän rakennetta. Siinä on vertailtu röntgensirontamenetelmiä, joilla voidaan määrittää soluseinämissä olevan selluloosan muodostamien, osin kiteisten fibrillien suuntajakaumaa, mikrofibrillikulmaa. Menetelmien ja tulosten vertailemiseksi työssä on johdettu röntgensäteilyn sironnalle kiteisestä selluloosasta teoreettinen malli, jossa solujen orientaatio ja muoto voidaan huomioida. Näiden parametrien vaikutus mikrofibrillikulman määrittämiseen on tarkasteltu. Puun solukkorakennetta on tutkittu optisella mikroskopialla ja solujen orientaatiota lasersironnalla.

Tuloksista ja niiden merkityksestä: Työssä on tutkittu Suomessa ja Ruotsissa kasvaneen kuusen (Picea abies) mikrofibrillikulman, syykulman, kuitujen pituuden, soluseinämän paksuuden ja solun poikkileikkeen muodon vaihtelua vuosirenkaan funktiona. Työssä on tutkittu kasvunopeuden vaikutusta edellä mainittuihin parametreihin. Mitatun aineiston kasvunlisäys on saatu aikaan joko lannoittamalla tai valitsemalla nopeakasvuinen alkuperä, jolloin aineistona on käytetty saman kloonin puita. Tuloksien pohjalta nopeakasvuisuuden todettiin johtavan keskimääräisen mikrofibrillikulman pienenemiseen hitaammin puun ytimestä kaarnan suuntaan edettäessä kuin hidaskasvuisemmissa kontrollinäytteissä. Lisäksi nopeakasvuisten näytteiden putkilosolut ovat olleet lyhyempiä, ohutseinämäisempiä ja niiden poikkileikkeiden muoto on ollut pyöreämpi kuin hitaammin kasvaneissa kontrollinäytteissä. Tämän takia puuaineen tiheys on ollut pienempi kuin kontrollinäytteisiin verrattuna. Nopeakasvuisuus on aiheuttanut syykulman voimakkaampaa vaihtelua sekä lustojen sisällä että niiden välillä. Nämä tekijät yhdessä heikentävät puuraaka-aineen käytettävyyttä mekaanisessa puunjalostuksessa.

Väittelijä on syntynyt Kajaanissa vuonna 1976. Hän on valmistunut ylioppilaaksi Kajaanin Vuohengin lukiosta vuonna 1995 ja filosofian maisteriksi Helsingin yliopistosta vuonna 2001.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 26.04.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki