Både mikrofibrillär och mikrokristallin cellulosa utvinns ur träfiber och beskrivs ofta som biobaserade framtidsmaterial med stor potential. De har många fördelar och kan bland annat användas i livsmedel och kosmetika som textureringsmedel eller klumpförebyggande medel. Men en svårighet för att få ordentlig genomslagskraft är att de är kostsamma att framställa.
– Mikrofibrillär cellulosa och mikrokristallin cellulosa tillverkas i väldigt utspädda lösningar. Det betyder att produkterna mest består av vatten och därmed blir väldigt dyra att transportera. För att få ned kostnaderna är det viktigt att man får bort stora mängder vatten på ett effektivt sätt, förklarar Anna Hjorth.
I sitt doktorandprojekt har Anna undersökt möjlighet att avvattna cellulosan via filtrering. Hon har undersökt två sätt. Dels genom att tillsätta saltjoner för att skärma av ytladdningarna på cellulosan och därmed kunna öka filtreringshastigheten. Dels genom att använda en assisterad filtreringsteknik som kallas för elektrofiltrering.
– I vanlig filtrering drivs filtreringen genom att applicera ett tryck men här adderas ytterligare en drivkraft genom att applicera ett elektriskt fält över filtreringsutrustningen. På så vis kan avvattningen accelerera, berättar Anna Hjorth.
Lyckas avvattningen kan det vara ett steg närmare kommersialisering av de båda cellulosaformerna. För att få bort vattnet används vanligtvis torkning, vilket kräver mycket energi.
– Kan vi ersätta delar med mekanisk avvattning genom filtrering så kan vi spara energi och det är viktigt att fokusera på de kostnader som kan pressas, för idag är kostnaderna höga, säger Anna Hjorth.
I en del av sina forskarstudier samverkade Anna Hjorth med företaget Borregaard i Norge.
– Där fick jag möjlighet att se hur elektrofiltrering fungerade på avvattning av en mikrofibrillär cellulosa som faktiskt finns ute på marknaden och som produceras storskaligt idag, berättar Anna Hjorth.
Vilka tillämpningsområden ser du framöver?
– Med de produktionskostnader och volymer som produceras idag, ser jag främst att mikrofibrillär cellulosa är aktuell inom specialapplikationer, såsom medicinska applikationer. Men för att vi ska kunna använda materialet i de dagligvaruprodukter som är föreslagna, såsom bioplast, matprodukter och kosmetika måste vi få fram en billigare produkt, menar Anna Hjorth.
Vidare forskning är viktig för att ta de stegen.
– Jag hoppas att vi kommer dit väldigt snart, avvattning är ett steg på vägen, men också att vi hittar en produkt där den här de här cellulosatyperna verkligen konkurrerar ut befintliga alternativ. Materialet har lite lämnat den akademiska bubblan, men jag hade velat se mer!
Ville bli forskare som tioåring
Att det var forskare Anna Hjorth ville bli har det aldrig varit någon tvekan om. I hennes avhandling ”Filtration of Microcrystalline and Microfibrillated Cellulose: The impact of ions and electric field” kan man läsa en notering gjord av Anna som tioåring där det står ”Jag vill bli forskare i Lund eller Mölndal”. Nu är en milstolpe uppnådd i och med att hon tagit sin doktorsexamen vid Chalmers.
– Det känns fortfarande rätt och kändes då som rimliga mål. Jag är uppväxt i Lund och båda mina föräldrar var forskare och nu bor jag i Mölndal, säger hon med ett leende.
Efter disputationen har Anna Hjorth varit kvar på Chalmers och arbetat i ett projekt som studerar filtrering med hjälp av magnetröntgen. Men snart börjar ett helt nytt kapitel i hennes liv. I april går hon på föräldraledighet.
När hon ser tillbaka på doktorandtiden, som delvis genomfördes under pandemiåren, kan hon konstatera att det är viktigt att ha flera att utbyta erfarenheter med. Även om hon endast deltog i företagsforskarskolan under sina två sista år som doktorand har hon haft utbyte av att delta i dess konferenser och workshops och i den gemensamma kursen inom termodynamik.
– Det är en förmån för dem som är med i en forskarskola att få utbyte med så många som är i samma situation som en själv som man kan bolla med och som har liknande forskningsområden. Det är en lyx!, avslutar hon.
