Bark är idag en underutnyttjad restström från pappers- och massabruken som vanligtvis bränns för att generera ånga eller värme tillbaka till anläggningen. Intresset för att använda restströmmar, som exempelvis bark, i värdeskapande applikationer har under de senaste åren ökat. I barken finns vedkomponenterna cellulosa, hemicellulosa, lignin och extraktivämnen. Till skillnad från veden så innehåller barken högre andel extraktivämnen. I björkens ytterbark finns betulin, ett vitt kristallint extraktivämne. Betulin och dess derivat har tidigare används i kosttillskott, kosmetiska produkter och läkemedel. Därför finns det ett industriellt intresse att hitta en teknoekonomiskt möjlig metod för att isolera ren betulin. 

Målet med det här arbetet är att hitta en hållbar metod för att isolera betulin, metoden ska vara lämplig att skala upp och därmed helst endast bestå av ett eller två steg. Vidare var även målet att isolera så vitt betulin som mjöligt för att undersöka om extraktivämnet kan ersätta titandioxid i tandkräm. För extraktion av betulin undersöktes tre olika lösningsmedel, heptan, etanol och etylacetat varefter utbytet, ljusheten och renheten analyserades. Resultatet visade att extraktion med etanol gav det högst utbytet (32 %) men med minst vit färg, troligtvis på grund av polära lågmolekylära föroreningar som också löste sig i etanol. Utbytet med heptan efter flera upprepade extraktioner på samma bark uppgick till 15 % och slutprodukten var nästan lika vit som kommersiell betulin. Färgen av betulin kunde förbättras väsentligt genom omkristallisation med isopropanol vilket visades för extrakt från heptan och etylacetat. Vid extraktion med etylacetat var utbytet endast 5 % och utbytes förbättrades inte efter upprepade extraktioner på samma bark. 

Slutsatsen av arbetet är att det är möjligt att utvinna betulin från björkbark genom en enkel enstegsprocess, men att färgen kan förbättras med hjälp av omkristallisation. För industriell produktion behöver eventuellt utbytet förbättras och vidare behöver även lösningsmedlens miljöpåverkan undersökas. Slutligen, det är även möjligt att använda betulin som pigment i tandkräm, även om färgen inte blir lika vit som konsumenterna är vana vid.

Bark is a low-value waste product produced in pulp and paper mills and is today mainly burnt for steam and energy production. The interest in using side streams such as bark for high-value applications has increased over the last decade. The bark contains the main wood components, cellulose, hemicellulose, lignin, and extractives. However, the amount of the extractives is considerably higher in the bark. The white and crystalline compound betulin can be found in the outer birch bark. Betulin and its derivatives have previously been used in dietary supplements, cosmetics, and pharmaceuticals. Therefore, finding a suitable techno-economically feasible method to isolate pure betulin is of industrial interest. 

This work aims to find a sustainable one- or two-step method to isolate betulin that is suitable for upscale. Another focus of this report was to isolate as white betulin as possible and to investigate if betulin could substitute titanium dioxide in toothpaste. For this, three different solvents were investigated, heptane, ethanol, and ethyl acetate, and the yield, brightness, and purity were investigated. The results showed that extraction with ethanol had the highest yield (32 %) but was not satisfactory in color, probably due to the co-extraction of polar low molecular impurities. After multiple extractions with heptane using the same bark, the yield was approximately 15 %, and the final product was almost as white as the commercial reference betulin. In addition, the color could be improved for all extracts by recrystallization with isopropanol which was demonstrated for both heptane and ethyl acetate extracts. The yield for betulin when using ethyl acetate was low (5 %) and multiple extractions did not increase the yield.

In conclusion, it is possible to extract betulin using a simple one-step process, however, adding a recrystallization step will enhance the color of the final product. Moreover, for an industrial process, the yield would have to be improved and the environmental effect of the solvents further investigated. Lastly, it is possible to use betulin as a pigment in toothpaste, however, the color may not be as bright white as the consumers are used to.