Variation in tracheid cross-sectional dimensions and wood viscoelasticity extent and control methods

Printing papers have been the main product of the Finnish paper industry. To improve properties and economy of printing papers, controlling of tracheid cross-sectional dimensions and wood viscoelasticity are examined in this study. Controlling is understood as any procedure which yields raw material classes with distinct properties and small internal variation. Tracheid cross-sectional dimensions, i.e., cell wall thickness and radial and tangential diameters can be controlled with methods such as sorting wood into pulpwood and sawmill chips, sorting of logs according to tree social status and fractionation of fibres. These control methods were analysed in this study with simulations, which were based on measured tracheid cross-sectional dimensions. A SilviScan device was used to measure the data set from five Norway spruce (Picea abies) and five Scots pine (Pinus sylvestris) trunks. The simulation results indicate that the sawmill chips and top pulpwood assortments have quite similar cross-sectional dimensions. Norway spruce and Scots pine are on average also relatively similar in their cross-sectional dimensions. The distributions of these species are somewhat different, but from a practical point of view, the differences are probably of minor importance. The controlling of tracheid cross-sectional dimensions can be done most efficiently with methods that can separate fibres into earlywood and latewood. Sorting of logs or partitioning of logs into juvenile and mature wood were markedly less efficient control methods than fractionation of fibres. Wood viscoelasticity affects energy consumption in mechanical pulping, and is thus an interesting control target when improving energy efficiency of the process. A literature study was made to evaluate the possibility of using viscoelasticity in controlling. The study indicates that there is considerable variation in viscoelastic properties within tree species, but unfortunately, the viscoelastic properties of important raw material lots such as top pulpwood or sawmill chips are not known. Viscoelastic properties of wood depend mainly on lignin, but also on microfibrillar angle, width of cellulose crystals and tracheid cross-sectional dimensions.

Demi-glace-kastikepohjan valmistuksen optimointi ylipainekeittomenetelmälle

Tämän tutkimuksen kirjallisuusosan tavoitteena oli selvittää perinteisen kastikepohjan valmistukseen ja valmistuksen kokonaisvaltaiseen onnistumiseen vaikuttavia seikkoja. Lisäksi käsiteltiin kastikepohjan valmistukseen liittyviä ympäristö- ja energia-asioita, kuten eläinperäisten sivutuotteiden kierrätysmahdollisuuksia. Kokeellisessa osassa tutkimuksen keskeinen lähtökohta oli pyrkiä löytämään ratkaisu ylipainekeittomenetelmään liittyvään kastikepohjan liemiaineksen sameutumisongelmaan. Tutkimuksessa haluttiin löytää syyt sameuden muodostumiseen luiden painekeitossa (max. 1,5 bar). Näin pyrittiin selvittämään keinot sameuden syntymisen estämiseen tai tuotteesta poistamiseen. Ratkaisua etsittiin sekä keittoaika-paine-kombinaatiosta että proteolyyttisen entsyymivalmisteen käytöstä. Tavoitteena oli ulkonäöltään kirkas ja kuiva-ainepitoisuudeltaan mahdollisimman korkea naudanmakuinen demi-glace-kastikepohjaliemi. Liemiaineksista tarkasteltiin kuiva-aine-, kokonaisproteiini- ja sidekudosproteiinipitoisuuksia, pH-arvoja sekä sameutta, ja vertailtiin näitä tuloksia käytettyihin valmistusmenetelmiin ja -olosuhteisiin. Lisäksi otettiin selvää lämmöntalteenoton parantamis-mahdollisuuksista. Tutkimuksessa valmistetun kastikepohjaliemen kuiva-aine koostui pääasiassa proteiineista. Liemen valmistuksessa suuremmalla paineella päästiin hieman nopeammin samoihin kuiva-ainepitoisuuksiin kuin matalammalla paineella. Samoin tapahtui entsyymiä käytettäessä kuin käyttämättä jätettäessä. Tämän tutkimuksen perusteella korkeaa kuiva-ainepitoisuutta tavoiteltaessa kastikepohjaliemen valmistuksessa on valittava korkean sidekudosproteiinin tai sameuden väliltä. Ylipainekeitolla luista saatiin irti lähes pelkästään sidekudosproteiinia, koska luita kuumennettaessa vain kollageeni liukeni veteen muiden proteiinien saostuessa. Lämmöntalteenottojärjestelmien rakentaminen pieneen elintarviketeollisuusyritykseen voi olla kannattamatonta, koska investointikustannuksia ei välttämättä pystytä maksamaan takaisin. Energiatehokkuuden parantaminen pienessä elintarviketeollisuusyrityksessä on haastavaa, mutta kuitenkin mahdollista ammattilaisten tekemien tarkkojen laskelmien ja arviointien avulla.