Flerskalig modellering av delignifieringskinetiken under massakokning

Viktiga resultat som projektet gav

Målet var att baserat på atomistiska modeller av vedkomponenter beskriva delignifiering vid massatillverkning. Med dessa modeller och simuleringar har egenskaper som lignins flexibilitet, löslighet och transportegenskaper studerats. Ett ramverk för att multiskalsimulering av processen med hjälp av informationsöverföring har utvecklats. Projektet har lett till breddad och fördjupad förståelse på atomistisk nivå om ligninets egenskaper och på cellväggsnivå om masstransportsegenskaper i ved.

Långsiktiga effekter som förväntas

Multiskalmodeller baserade på fysikaliska principer på atomär nivå, kombinerat med avancerad karakterisering, förväntas bli en naturlig del i utvecklingsarbetet inom pappers/massaindustrin, både för resurseffektivisering, som ett led i att ställa om till kombinerad utvinning av både fiber och lignin samt utveckling av nya material. En parallell kan dras till läkemedelsindustrin, där dessa modeller är en integrerad del av forsknings- och utvecklingsarbetet.

Upplägg och genomförande

Projektet har genomförts i två parallella steg 1) modellering av lignin i fiberväggen med fokus på diffusivitet och löslighet. Här användes molekyldynamiska simuleringar med Gromacs. Effekten av löslighet i olika lösningsmedel, molekylvikt och ligninets kemiska variabilitet studerades. 2) modellering av masstransport i porsystemet i vedflis. Här användes modeller av cellväggsstrukturen för masstransportsimuleringar med Abaqus. Parametrar från 1) har implementerats i modellen i 2).