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.

Computational Methods for Studies of Quantum Dots and Boson Condensates

This thesis presents ab initio studies of two kinds of physical systems, quantum dots and bosons, using two program packages of which the bosonic one has mainly been developed by the author. The implemented models, \emph{i.e.}, configuration interaction (CI) and coupled cluster (CC) take the correlated motion of the particles into account, and provide a hierarchy of computational schemes, on top of which the exact solution, within the limit of the single-particle basis set, is obtained. The theory underlying the models is presented in some detail, in order to provide insight into the approximations made and the circumstances under which they hold. Some of the computational methods are also highlighted. In the final sections the results are summarized. The CI and CC calculations on multiexciton complexes in self-assembled semiconductor quantum dots are presented and compared, along with radiative and non-radiative transition rates. Full CI calculations on quantum rings and double quantum rings are also presented. In the latter case, experimental and theoretical results from the literature are re-examined and an alternative explanation for the reported photoluminescence spectra is found. The boson program is first applied on a fictitious model system consisting of bosonic electrons in a central Coulomb field for which CI at the singles and doubles level is found to account for almost all of the correlation energy. Finally, the boson program is employed to study Bose-Einstein condensates confined in different anisotropic trap potentials. The effects of the anisotropy on the relative correlation energy is examined, as well as the effect of varying the interaction potential.}

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.