Probioottien mahdollisuudet paperin- ja kartonginvalmistuksen märässä päässä

Abstract

Mikrobit aiheuttavat paperin- ja kartonginvalmistuksen märänpään prosessiolosuhteiden vaihteluita, biofilmin muodostumista pinnoille, kasvattavat kemikaalien tarvetta sekä voivat heikentää lopputuotteen laatua, luoden merkittäviä kustannuksia paperiteollisuudelle. Mikrobit pääsevät prosessiin esimerkiksi raakaveden, lisäaineiden tai kierrätyskuidun mukana. Tehokas prosessiveden kierrättäminen on ympäristöystävällistä, mutta konsentroituvat ravinteet ja sopivat prosessilämpötilat mahdollistavat mikrobeille otollisen kasvualustan. Probiootit ovat yleisesti mikrobeja, joilla on merkittävä hyöty isännälle. Tässä yhteydessä probiootit ovatkin bakteereja, joiden läsnäololla on merkittävä hyöty prosessille. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, mikäli probiootit voisivat vähentää mikrobiologisista syistä johtuvia ongelmia paperin- ja kartonginvalmistuksen märässä päässä ja siten tuottaa merkittävää hyötyä prosessille, tasoittamalla prosessiolosuhteiden vaihteluita tai vähentämällä biofilmin muodostumista pinnoille. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa tavoitteena oli potentiaalisen probiootin avulla vähentää prosessille negatiivisia ilmiöitä, kuten johtokyvyn nousua ja pH:n laskua. Työssä eristettiin tiettyyn heimoon kuuluvia bakteereja erilaisista paperikoneiden prosessivesistä antibioottiselektiomaljoilla. Näitä eristettyjä kantoja ympättiin päivittäin keinotekoisiin paperimassakasvatuksiin, joissa oli läsnä autenttinen paperikoneen mikrobikanta. Kuusi vuorokautta kestäneiden paperimassakasvatusten olosuhteita seurattiin mittaamalla esimerkiksi kasvatuksen johtokykyä sekä pH:ta. Lisäksi paperimassakasvatuksista määritettiin potentiaalisen probiootin määrä, kokonaisbakteerimäärä sekä tietyn haitallisen bakteerin määrä viljelyillä. Antibioottiselektiomaljojen avulla onnistuttiin eristämään useita eri kantoja, tosin mikään tutkituista kannoista ei pärjännyt kilpailussa luonnolliselle populaatiolle paperimassakasvatuksissa. Näin ollen toivottua prosessiolosuhteiden tasoittumista ei saatu aikaiseksi. Tutkimuksen toisessa osassa tavoitteena oli probiootin avulla vähentää kahden tunnetun biofilmiä muodostavan bakteerilajin kykyä tarttua pinnoille ja muodostaa biofilmiä. Ilmiötä tutkittiin kuoppalevytesteillä, joissa muodostuneen biofilmin määrä määritettiin kristallivioletti-värjäyksellä. Tutkimuksessa seulottiin eri mikrobikantoja ja lopulta löydettiin potentiaalinen probioottinen bakteerikanta, joka selvästi vähensi kummankin tutkittavan biofilmiä muodostavan bakteerikannan biofilmin määrää. Tutkimus osoitti, että probiooteilla on mahdollista vaikuttaa paperiteollisuuden mikrobiologisiin ongelmiin.