Diplomi-insinööri Antti Häkkisen erotustekniikan alaan kuuluva väitöskirja The Influence of Crystallization Conditions on the Filtration Characteristics of Sulphathiazole Suspensions (Kiteytysolosuhteiden vaikutus sulfatiatsolisuspensioiden suodatusominaisuuksiin) tarkastetaan tiistaina 22.12.2009 klo 12.00 Lappeenrannan teknillisen yliopiston salissa 1383. Vastaväittäjänä toimii professori Ville Alopaeus Teknillisestä korkeakoulusta ja väitöstilaisuuden valvojana professori emeritus Lars Nyström Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta. Väitöskirja on luettavissa Lappeenrannan teknillisen yliopiston LUTPub-tietokannassa osoitteessa
http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-214-897-1
Väitöstyössä on tutkittu jäähdytyskiteyttimen toimintaolosuhteiden vaikutusta tuotekiteiden ominaisuuksiin sekä niiden suodattuvuuteen. Kiteytys- ja suodatusprosessien välisiä vuorovaikutuksia on selvitetty kokeellisesti. Saatujen koetulosten perusteella on muodostettu monimuuttujamalleja, joiden avulla on arvioitu kiteiden koon ja muodon sekä tarkasteltujen suodatusparametrien välisiä korrelaatioita. Työn tuloksia voidaan hyödyntää kiteytys- ja suodatusprosessien suunnittelussa sekä prosessinohjauksessa.
Jäähdytyskiteytys on yksi tärkeimmistä kemian- ja lääketeollisuuden käyttämistä puhdistus- ja erotusmenetelmistä. Jäähdytyskiteytysprosessin lopputuotteena saadaan aina nesteen ja kiintoaineen muodostama seos. Tästä johtuen ensimmäinen kiteytystä seuraava prosessivaihe on yleensä neste/kiintoaine-erotus, jossa tuotekiteet erotetaan liuottimesta. Tuotekiteiden ominaisuuksiin, kuten kokoon ja muotoon, on mahdollista vaikuttaa muuttamalla kiteytysprosessissa käytettäviä olosuhteita.
Neste/kiintoaineseosten käyttäytyminen suodatusprosessin aikana on voimakkaasti riippuvainen kiintoainepartikkelien ja liuottimen ominaisuuksista. Tästä johtuen on ilmeistä, että kiteytysolosuhteisiin tehdyt muutokset heijastuvat myös kiteytystä seuraavan suodatusprosessin kulkuun. Vaikka kiteytyksen ja suodatuksen välinen yhteys on yleisesti tunnistettu, löytyy julkaistusta kirjallisuudesta vain hyvin pieni määrä sellaisia tutkimuksia, joissa näitä yksikköoperaatioita käsitellään samassa yhteydessä.
Tässä väitöstutkimuksessa selvitettiin erilaisten kiteytysolosuhteiden vaikutusta tuotekiteiden kokoon ja muotoon sekä niiden suodattuvuusominaisuuksiin. Kokeellinen työ suoritettiin kiteyttämällä malliaineeksi valittua lääkeainetta, sulfatiatsolia, erilaisista veden ja n-propanolin seoksista panostoimisella jäähdytyskiteyttimellä. Tarkasteltuja kiteytysprosessin muuttujia olivat liuotinseoksen koostumus, jäähdytysnopeus, jäähdytysprofiili sekä kiteyttimessä vallinneet sekoitusolosuhteet. Kokeista saatujen kiteiden koko ja muoto määritettiin automaattisella kuva-analysaattorilla, ja kiteet erotettiin liuottimesta panostoimisella vakiopainesuodattimella. Kidesuspensioiden suodattuvuusominaisuuksia arvioitiin koetuloksista määritettyjen suodinkakkujen ominaisvastusten, huokoisuuksien sekä kokoonpuristuvuuksien perusteella.
Tulokset osoittivat kiteiden koon ja muodon olevan voimakkaasti riippuvaisia kiteytysolosuhteista, ja havaittujen muutosten huomattiin vaikuttavan merkittävästi myös kidesuspensioiden käyttäytymiseen painesuodatuksen aikana. Koetuloksia hyödynnettiin muodostamalla monimuuttujaisiin aineistonkäsittelytekniikoihin perustuva menetelmä, jonka avulla erilaisten kidesuspensioiden suodattuvuusominaisuuksia pystyttiin arvioimaan kuva-analyysaattorilla saaduista tuloksista. Työssä esitetyt tulokset osoittavat tuotekiteiden koon ja muodon sekä tarkasteltavien suodatusparametrien välillä olevan ilmeisiä riippuvuuksia. Työssä havaittuja riippuvuuksia voidaan hyödyntää kiteytys- ja suodatusprosessien suunnittelussa sekä olemassa olevien prosessien optimoinnissa ja hallinnassa.
Väittelijän koulutus- ja uratietoja:
Antti Häkkinen;
Syntynyt 1976 Kuopiossa;
Kotikunta Lappeenranta;
Ylioppilastutkinto 1995, Kallaveden lukio;
Diplomi-insinööri 2001, Lappeenrannan teknillinen yliopisto;
Tutkijakoulutettava 03/2001 – 12/2007, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, LUT Kemia;
Professori 01/2008 alkaen, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, LUT Kemia
Lisätietoja: Antti Häkkinen, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, LUT Kemia, puh. 040 354 3218, Antti.Hakkinen(at)lut.fi