Do engenho à biorrefinaria: a usina de açúcar como empreendimento industrial para a geração de produtos bioquímicos e biocombustíveis

A sugar cane mill is at the present moment a modest biorefinery producing few products such as sugar, ethanol and polyhydroxybutyrate (PHB). In the near future, this mill can expand its production using several renewable feedstock's to produce biofuels and high value biobased chemicals. However, the choice of appropriate products for addition to the portfolio is challenged by a lack of broad-based conversion technology coupled with a plethora of potential targets. The intent of this revision was to catalyze research efforts to expand the list of products and to present an updated evaluation of potential target structures for chemical production.

Metabolômica, uma abordagem otimizada para exploração da biodiversidade brasileira: estado da arte, perspectivas e desafios

Brazilian biodiversity is a colossal source of secondary metabolites with remarkable structural features, which are valuable in further biodiscovery studies. In order to fully understand the relations and interactions of a living system with its surroundings, efforts in natural product chemistry are directed toward the challenge of detecting and identifying all the molecular components present in complex samples. It is plausible that this endeavor was born out of recent technological sophistication in secondary metabolite identification with sensitive spectroscopic instruments (MS and NMR) and higher resolving power of chromatographic systems, which allow a decrease in the amount of required sample and time to acquire data. Nevertheless, the escalation of data acquired in these analyses must be sorted with statistical and multi-way tools in order to select key information. Chromatography is also of paramount importance, more so when selected compounds need to be isolated for further investigation. However, in the course of pursuing a "greener" environment, new policies, with an aim to decrease the use of energy and solvents, are being developed and incorporated into analytical methods. Metabolomics could be an effective tool to answer questions on how living organisms in our huge biodiversity work and interact with their surroundings while also being strategic to the development of high value bio-derived products, such as phytotherapeutics and nutraceuticals. The incorporation of proper phytotherapeutics in the so-called Brazilian Unified Health System is considered an important factor for the urgent improvement and expansion of the Brazilian national health system. Furthermore, this approach could have a positive impact on the international interest toward scientific research developed in Brazil as well as the development of high value bio-derived products, which appear as an interesting economic opportunity in national and global markets. Thus, this study attempts to highlight the recent advances in analytical tools used in detection of secondary metabolites, which can be useful as bioproducts. It also emphasizes the potential avenues to be explored in Brazilian biodiversity, known for its rich chemical diversity.

Inmovilización de enzimas lignocelulolíticas en nanopartículas magnéticas

Due to the need for more efficient, economical and environmentally-friendly technological processes, the use of enzymes has increased. However, reuse of enzymatic hydrolytic complex is required. The immobilization of enzymes provides a basis for stability and allows their reuse reflected in aspects of economic feasibility. Magnetic nanoparticles are a promising supports since their magnetic character allows retrieval by applying an external magnetic field. This article presents an analysis and discussion of methods of biocatalyst immobilization, emphasizing lignocellulolytic enzymes immobilized in magnetic nanoparticles and their applications for the production of high-value compounds such as bioethanol.

1,3-propanodiol: produção, aplicações e potencial biotecnológico

1,3-propanediol is a high-value specialty chemical which has many industrial applications. Its main use is the production of the polymer polypropylene terephthalate, a thermoplastic used in the textile and automobile industries. The interest in 1,3-propanediol production from glycerol bio-conversion has increased after the employment of biodiesel by various countries, being produced by chemical synthesis from petroleum intermediates or biotechnologically by microbial fermentation. Glycerol is an abundant low-cost byproduct from biodiesel refineries, and it is the only substrate that can be naturally or enzymatically converted to 1,3-propanediol by microbial fermentation. In this review, information on 1,3-propanediol's importance, production and purification are presented, along with results from recent research on glycerol microbial conversion to 1,3-propanediol. The bio-production of this intermediate compound from glycerol is very attractive both economically and environmentally, since it allows the replacement of fossil fuels by renewable resources.

Produção de hidrogênio via fermentação anaeróbia - aspectos gerais e possibilidade de utilização de resíduos agroindustriais brasileiros

Biological production of hydrogen through anaerobic fermentation has received increasing attention and offers a great potential as an alternative process for clean fuel production in the future. Considering biological systems for H2 production, anaerobic fermentation stands out, primarily due to its higher production of H2 compared with other biological processes. In addition the possibility of using different agro-industrial wastes as substrates opens up infinite possibilities. The development and implementation of sustainable processes for converting renewable materials into different value-added products is essential for the full exploitation of Brazilian agro-industrial wastes.

Produção e caracterização de polihidroxialcanoatos obtidos por fermentação da glicerina bruta residual do biodiesel

The aim of this study was to evaluate the production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) by fermentation of Crude Glycerin, a byproduct of the biodiesel industry, by Cupriavidus necator IPT 026, 027 and 028. The influence of fermentation time and temperature in shake flasks were evaluated. The highest PHA production (2.82 g L-1) occurred at 35 ºC for 72 h of fermentation. The melting and initial thermal degradation temperatures of this PHA were 177.9 ºC and 306.33 ºC, respectively, with 55% crystallinity. FTIR spectrum was similar to those reported in literature. The polymer obtained presented three different methyl esters of hydroxyalkanoates in its composition, with molecular weight of 630 kDa. Bacteria can use Crude Glycerin as an inexpensive substrate to produce value-added biodegradable products, such as PHA.

Arvonlisäveropetokset ja niiden ehkäiseminen

Tämän tutkielman tavoitteena on tutkia suomalaisen liiketoimintaa harjoittavan yrityksen mahdolliset väärinkäyttötilanteet liittyen arvonlisäverovelvollisuuteen sekä mahdolliset ratkaisut, joilla arvonlisäveroväärinkäytöksiä voidaan hallita. Mahdollisia vaarinkatostapoja ovat muun muassa: vääränsisältöiset ilmoitukset, perusteettomat ostotositteet, perusteettoman arvonlisäveropalautuksen hakeminen, toimiminen verovalvonnan ulkopuolella, veron maksamatta jättäminen, verokantojen väärentäminen, ketjupetos, karusellipetos, marginaaliverokeinottelu ja toisen yhtiön alv-tunnisteen käyttö. Torjunta- tai hallintakeinoja ovat muun muassa: käännetty verovelvollisuus, verotili, kansainvälinen tietojenvaihto, yhteisvastuu, verovalvonnan tehostaminen ja ajantasaistaminen, rekisteröitymisien tarkistaminen ja lopullinen verojärjestelmä.

Siirrettävän kompressorin käyttö maakaasuputkiston huoltotöissä

Maakaasuputkiston huolto- ja muutostöiden yhteydessä joudutaan tyhjentämään putkisto kaasusta, jotta voidaan taata turvalliset työskentelyolosuhteet. Nykyisin putkisto tyhjennetään johtamalla kaasu ilmakehään, avaamalla putkiston ulospuhallusventtiilit. Koska maakaasu (metaani) on merkittävä kasvihuonekaasu, on ympäristövaatimusten tiukentuessa etsittävä vaihtoehtoisia keinoja vähentää päästöjä. Lisäksi, talteen otettu kaasu voidaan myydä edelleen, ja näin ollen saavuttaa säästöjä. Tässä työssä on tutkittu mahdollisuuksia komprimoida kaasu siirrettävän kompressorin avulla putkisto-osuudesta toiseen ilman, että kaasua jouduttaisiin puhaltamaan ilmakehään. Työssä päädyttiin johtopäätökseen, että siirrettävän kompressorin hankinta ei ole tällä hetkellä kannattavaa, sen korkeiden investointikustannusten vuoksi. Kuitenkin mahdollinen päästömaksu metaanille, kaasun arvon nousu, sekä tekniikan parantuminen voivat nostaa menetelmän varteenotettavaksi vaihtoehdoksi hyvinkin nopeasti. Tämän vuoksi jatkotutkimuksen tekeminen aiheesta on perusteltua.

Palveluliiketoiminnan avulla kilpailukykyä konepajateollisuuteen

Suomalainen konepajateollisuus on haasteiden edessä ja selviytymisen vuoksi on tehtävä muutoksia. Tässä tutkimuksessa ratkaisuksi kilpailukyvyn parantamiseen esitetään palveluliiketoiminnan omaksumista osaksi konepajojen strategioita. Palveluliiketoiminnan omaksuminen ei kuitenkaan ole aivan yksinkertaista ja erityisesti konepajateollisuudessa, missä asenteet ovat hyvinkin perinteiset ja syvällä, muutoksen läpivieminen voi olla vaikeaa. Tutkimuksen tavoitteena on rakentaa konepajateollisuuden käyttöön palvelukonsepti, jonka avulla lisätään kilpailukykyä ja tarjotaan asiakkaalle enemmän lisäarvoa. Tutkimuksen keskeisenä aiheena on palveluliiketoiminta ja kuinka se soveltuu teollisuuteen ja erityisesti konepajateollisuuteen. Lisäksi tutkimuksessa hyödynnetään lean toimintamallin keinoja sekä DFMA:ta osana palvelukonseptia. Tutkimus perustuu pääasiallisesti kirjallisuuteen. Tutkimuksen tuloksena rakennettiin case-yritykselle palvelukonsepti, joka soveltuu prototuotteiden valmistukseen. Konsepti on sovellettavissa muihinkin vastaaviin yrityksiin, mutta perustuu vahvasti case-yrityksen ydinosaamiseen. Tulevaisuudessa on hyvin selvää, että pelkällä ydintuotteella ei pysty ylläpitämään kilpailukykyä. Asiakkaalle on pystyttävä tarjoamaan lisäarvoa, joka määritellään aina asiakkaan näkökulmasta ja se on pystyttävä osoittamaan. Konepajojen onkin kehitettävä asiakasymmärrystään ja muututtava tuotekeskeisistä asiakaskeskeisiksi.

Tunnuslukujen monimuotoisuus: ROI, RI ja EVA

Tässä työssä käsitellään sijoitetun pääoman tuottoprosentin, jäännöskatteen ja taloudellisen lisäarvon historiaa, käsitteitä ja käyttöä. Erityisesti keskitytään näistä tunnusluvuista käytettyjen määritelmien moninaisuuteen. Aluksi tutustutaan tunnuslukujen historiaan ja määritelmiin. Tämän jälkeen tutkitaan niiden käyttömahdollisuuksia johdon ja rahoituksen laskentatoimessa. Lopuksi tutkitaan empiirisen aineiston avulla näiden tunnuslukujen käyttöä yrityksissä. Sijoitetun pääoman tuottoprosentti syntyi 1900-luvun alussa Yhdysvalloissa, josta se levisi maailmanlaajuiseksi. Sijoitetun pääoman tuottoprosentti on suosittu tunnusluku sen helppokäyttöisyyden ansiosta. Rahoituksen laskentatoimen puolella on annettu tarkat ohjeet sijoitetun pääoman tuottoprosentin laskemiseksi, koska sen esittäminen ulkoisessa tiedottamisessa on joillekin yrityksille lakisääteistä. Johdon laskentatoimessa ei ole olemassa sääntöjä tämän tunnusluvun laskemiseksi, ja se voidaan laskea yrityksen haluamalla tavalla. Jäännöskate on ensimmäisen kerran mainittu kirjallisuudessa jo 1700-luvun loppupuolella, mutta sen käytöstä tuli yleisempää vasta 1900-luvulla. Jäännöskate ei kuitenkaan koskaan saavuttanut suurta suosiota, eikä sitä nykyään juuri käytetä. Jäännöskatteeseen pohjautuva taloudellinen lisäarvo nousi julkisuuteen, kun Stern Stewart & Co. rekisteröi sen tuotemerkikseen 1980-luvun lopussa. Verrattuna jäännöskatteeseen taloudellinen lisäarvo vastaa paremmin yrityksen todellista arvonmuodostusta. Näiden tunnuslukujen laskenta ei ole lakisääteisiä, joten kaikki yritykset voivat laskea ne omalla tavallaan. Jäännöskatetta ja taloudellista lisäarvoa käytetään lähinnä johdon laskentatoimessa, mutta vähitellen ne ovat siirtymässä myös rahoituksen laskentatoimeen.

Cuticular and Suberin Polymers of Edible Plants. Analysis by Gas Chromatographic-Mass Spectrometric and Solid State Spectroscopic Methods

Cutin and suberin are structural and protective polymers of plant surfaces. The epidermal cells of the aerial parts of plants are covered with an extracellular cuticular layer, which consists of polyester cutin, highly resistant cutan, cuticular waxes and polysaccharides which link the layer to the epidermal cells. A similar protective layer is formed by a polyaromatic-polyaliphatic biopolymer suberin, which is present particularly in the cell walls of the phellem layer of periderm of the underground parts of plants (e.g. roots and tubers) and the bark of trees. In addition, suberization is also a major factor in wound healing and wound periderm formation regardless of the plants’ tissue. Knowledge of the composition and functions of cuticular and suberin polymers is important for understanding the physiological properties for the plants and for nutritional quality when these plants are consumed as foods. The aims of the practical work were to assess the chemical composition of cuticular polymers of several northern berries and seeds and suberin of two varieties of potatoes. Cutin and suberin were studied as isolated polymers and further after depolymerization as soluble monomers and solid residues. Chemical and enzymatic depolymerization techniques were compared and a new chemical depolymerization method was developed. Gas chromatographic analysis with mass spectrometric detection (GC-MS) was used to assess the monomer compositions. Polymer investigations were conducted with solid state carbon-13 cross polarization magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy (13C CP-MAS NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and microscopic analysis. Furthermore, the development of suberin over one year of post-harvest storage was investigated and the cuticular layers from berries grown in the North and South of Finland were compared. The results show that the amounts of isolated cuticular layers and cutin monomers, as well as monomeric compositions vary greatly between the berries. The monomer composition of seeds was found to differ from the corresponding berry peel monomers. The berry cutin monomers were composed mostly of long-chain aliphatic ω-hydroxy acids, with various mid-chain functionalities (double-bonds, epoxy, hydroxy and keto groups). Substituted α,ω-diacids predominated over ω-hydroxy acids in potato suberin monomers and slight differences were found between the varieties. The newly-developed closed tube chemical method was found to be suitable for cutin and suberin analysis and preferred over the solvent-consuming and laborious reflux method. Enzymatic hydrolysis with cutinase was less effective than chemical methanolysis and showed specificity towards α,ω-diacid bonds. According to ₁₃C CP-MAS NMR and FTIR, the depolymerization residues contained significant amounts of aromatic structures, polysaccharides and possible cutan-type aliphatic moieties. Cultivation location seems to have effect on cuticular composition. The materials studied contained significant amounts of different types of biopolymers that could be utilized for several purposes with or without further processing. The importance of the so-called waste material from industrial processes of berries and potatoes as a source of either dietary fiber or specialty chemicals should be further investigated in detail. The evident impact of cuticular and suberin polymers, among other fiber components, on human health should be investigated in clinical trials. These by-product materials may be used as value-added fiber fractions in the food industry and as raw materials for specialty chemicals such as lubricants and emulsifiers, or as building blocks for novel polymers.

On the potential utilisation of sawdust and wood chip screenings

This work is based on the utilisation of sawdust and wood chip screenings for different purposes. A substantial amount of these byproducts are readily available in the Finnish forest industry. A black liquor impregnation study showed that sawdust-like wood material behaves differently from normal chips. Furthermore, the fractionation and removal of the smallest size fractions did not have a significant effect on the impregnation of sawdust-like wood material. Sawdust kraft cooking equipped with an impregnation stage increases the cooking yield and decreases the lignin content of the produced pulp. Impregnation also increases viscosity of the pulp and decreases chlorine dioxide consumption in bleaching. In addition, impregnation increases certain pulp properties after refining. Hydrotropic extraction showed that more lignin can be extracted from hardwood than softwood. However, the particle size had a major influence on the lignin extraction. It was possible to extract more lignin from spruce sawdust than spruce chips. Wood chip screenings are usually combusted to generate energy. They can also be used in the production of kraft pulp, ethanol and chemicals. It is not economical to produce ethanol from wood chip screenings because of the expensive wood material. Instead, they should be used for production of steam and energy, kraft pulp and higher value added chemicals. Bleached sawdust kraft pulp can be used to replace softwood kraft pulp in mechanical pulp based papers because it can improve certain physical properties. It is economically more feasible to use bleached sawdust kraft pulp in stead of softwood kraft pulp, especially when the reinforcement power requirement is moderate.

Markkinalisäarvon kehitys OMX Helsingin teknologiaosakkeissa vuosina 2005 – 2009

Tutkimusongelmana oli selvittää markkinalisäarvon kehitys OMX Helsingin viidentoista teknologiayrityksen osalta ja asettaa ne paremmuusjärjestykseen sen perusteella. Alaongelmina oli selvitellä vaikuttaako yrityksen koko, kasvu tai osingonjako markkinalisäarvon kehitykseen. Kasvun mittarina käytettiin Net Operating Profit after Taxes:n muutosta edelliseen vuoteen. Tutkimusta varten haettiin vuosilta 2005 – 2009 yhtiöiden oman pääoman kirja- ja markkina-arvot, sekä muut edellä mainitut alaongelmien tiedot. Arvot laskettiin MS Excelissä ja taulukoitiin. Saatujen arvojen perusteella yritykset asetettiin paremmuusjärjestykseen. Lisäksi analysoitiin vaikuttivatko tutkimuksen alaongelmat saatuun tulokseen. Tutkimustuloksena viisitoista yritystä kyettiin laittamaan paremmuusjärjestykseen markkinalisäarvon kehityksen mukaan. Markkinalisäarvon kehitys vaihteli suuresti eri yrityksillä. Vain kolme yritystä pystyi ajanjaksolla kasvattamaan sitä. Alaongelmien tarkastelu jätti jälkeensä hyvin ristiriitaisia tuloksia. Niiden perusteella ei pysty ilman tilastollista analyysia sanomaan varmasti alaongelmien vaikutusta markkinalisäarvon kehitykseen.

Palveluyrityksen brändin vaikutus ostopäätökseen b2b-markkinoilla

Tutkimuksen tavoitteena on kuvata brändin olemusta ja menestystekijöitä ja ymmärtää palveluyrityksen brändin vaikutus ostotilanteessa b2b-markkinoilla. Tutkittavaa ongelmaa lähestytään teoreettisen ja empiirisen tutkimuksen kautta. Empiirisen näkökulman tutkimukseen tuo case-yritys, monipalveluyhtiö Barona, jonka brändin merkitystä ostotilanteessa b2b-markkinoilla tutkimuksessa arvioidaan. Tutkimuksen pääongelma on seuraava: Miten palveluyrityksen brändi vaikuttaa ostopäätökseen b2b-markkinoilla? Tutkimuksen lähestymistapa on kvalitatiivinen eli laadullinen. Tutkimusstrategia on case- eli tapaustutkimus ja tutkimusmenetelmänä on käytetty teemahaastattelua. Brändikokemuksen syntymistä ja sen vaikutusta ostopäätökseen tarkastellaan empiriaosiossa asiakkaan ja brändin hallinnoijan, eli Baronan, näkökulmasta. Tutkimuksen tulokset tukevat sitä olettamusta, että palveluyrityksen brändillä on vaikutusta ostopäätöksessä myös b2b-markkinoilla. Brändit b2b-markkinoilla ovat saaneet kuluttajamarkkinoita vähemmän huomiota, sillä brändien vaikutus ostopäätöksessä koetaan irrationaaliseksi tekijäksi, ja yritysmarkkinoilla ostajien on ajateltu tekevän päätökset täysin rationaalisin perustein. Myös b2b-markkinoilla on päätöksentekijänä kuitenkin yksilö, ei organisaatio. Palvelua ostaessaan ostaja perustelee valintansa järkisyillä, kuten laadulla. Todelliset syyt hankintaan voivat kuitenkin olla hyvin toisenlaiset, kuten brändin status, menestys tai arvostus. Brändi on merkittävässä asemassa myös b2b-asiakkaan ostopäätösprosessissa, varsinkin silloin, kun erottautuminen on vaikeaa. Siinä missä palvelu itsessään lunastaa lupaustaan käyttäjälle, brändi tuottaa lisäarvoa yli palvelun toiminnallisen tarkoituksen. Brändi saa palvelun vaikuttamaan paremmalta. Tietynmerkkisen palvelun nähdessään asiakas odottaa sen tarjoavan tietyt asiat. Asiakas haluaa luottaa siihen, että laatu pysyy samana, eikä palvelua tarvitse joka kerta arvioida erikseen. Asiakas ostaa brändiin sisältyviä laatulupauksia omien tarpeidensa täyttämiseksi tehden valintansa sen perusteella, mitä hyötyä ja arvoa hän odottaa saavansa rahojensa vastineeksi.

Kalsinaattorin siirtymien ja teräskuoren murtumien tutkiminen

Sementti on yksi eniten maailmassa käytetty rakennusmateriaali ja Suomessa sementin valmistuksesta vastaa Finnsementti Oy kahden tehtaan voimin. Lappeenrannan tehtaalle investoitiin uusi uunilinja vuonna 2007, joka on aikansa kehittyneintä tekniikkaa. Järjes-telmän esilämmitysvaiheen laitteissa, erityisesti kalsinaattorissa, on esiintynyt luvattoman paljon plastisoitumista ja murtumia. Tässä työssä tutkittiin lämpötilan ja sen vaihtelun vaikutusta järjestelmässä syntyneisiin siirtymiin ja murtumiin. Työn alussa luotiin katsaus erilaisiin murtumisilmiöihin ja niiden syntyyn. Vuorauksessa käytettyihin tiilien käyttäytymistä tutkittiin myös, koska ne ovat olennainen osa esilämmi-tysjärjestelmää. Työn kokeellisessa osuudessa aluksi määriteltiin järjestelmässä käytetylle teräkselle lujuusominaisuudet tutkimalla mikrorakennetta sekä suorittamalla veto- että kovuuskokeet materiaalille. Toisessa osiossa mitattiin järjestelmän alasajon aikana tapah-tuneet siirtymät. Laskennallisessa osuudessa tutkittiin väsymismurtuman mahdollisuutta sekä määritettiin kuoressa esiintyvän särön vaikutusta puhkeamis- ja murtumiskuormituk-seen. FEM- analyysissä tarkasteltiin lämpötilan vaikutusta siirtymien suuruuksiin ja pyrittiin löytämään perusteluita, miksi rakenne on todellisuudessa siirtynyt eri suuntiin kuin alun perin oli tarkoitettu. Lisäksi analysoitiin FEM- mallit tiilihyllystä ja kalsinaattorin kuoren tukikehästä, joista tutkittiin lämpökuorman aiheuttamia jännityksiä. Materiaalin osalta selvisi, että kyseessä oli hyvin yleinen rakenneteräs S235 tai sitä vas-taava teräslaatu. Teräs ei ominaisuuksiltaan sovellu kuumiin olosuhteisiin, jonka vuoksi järjestelmässä käytettävän eristevuorauksen kunto on erityisen tärkeä rakenteen käyttöiän kannalta. Vuorauksen kunnosta riippuu, kuinka suuren lämpökuorman teräskuori saa. Väsymismurtuman mahdollisuus jäi minimaalisen pieneksi lämpötilan muutoksen vaiku-tuksesta. Analysoinnin tulosten perusteella voitiin todeta, että lämpötilan hitaasti mutta kohtalaisen suurella vaihteluvälillä sekä tiilien turpoamisen vaikutuksella on erittäin suuri merkitys järjestelmässä esiintyviin murtumiin.