Removal of wood-derived toxics from pulping and bleaching wastes /

Grant no. R-803525-04.

Pulp and paper: chemistry and chemical technology.

Includes bibliography.

Mechanical pulping manual.

Bibliography: p. 116-172.

Viemärin päässä Kotkan kaupunki : Vesiensuojelun kehitys Kymijoen itäisen päähaaran suulla 1945-1970

The focus of this thesis is the marine environmental history of the eastern part and the estuary of the Kymi river from 1945 to 1970. There is no previous research on this area from an environmentally historical perspective, nor have many of the sources here discussed been previously used. Therefore the thesis expands academic understanding of local environmental processes and protection in and around the city of Kotka and the Kymi river. The thesis falls within the methodological field of socio-political history, as the research focus is centered on the local process of establishing the nature of environmental problems and solving them. The principal assumption has been that the city of Kotka, due to its ongoing expansion, was slow to respond to environmental hazards. The Kymi river was among the most degraded bodies of water during this period. Kotka on the other hand was a major center of wood processing industry and one of Finlands major industrial ports. In the past the river and its estuary had provided ample resources for fishers. It is this contradictory use of the environment that allows one to discuss the local struggle for the correct use of the environment. Primary sources include local and city archives, environmental studies, and legal documents linked with the above. The archives of the city of Kotka and of various private associations form the core sources. Environmental studies from the research period have been dealt with as sources to the local political power struggle. Alongside with current environmental research they also provide insight into the state of the environment. Another goals has been to accumulate environmental research for a future multidisciplinary study in this area. As a final conclusion it can be said that environmental degradation was widely understood as a problem only in the 1960s. The influential role of the city of Kotka however determined the pace with which these problems were then solved.

Late-industrial sawmill customers.

The methods of secondary wood processing are assumed to evolve over time and to affect the requirements set for the wood material and its suppliers. The study aimed at analysing the industrial operating modes applied by joinery and furniture manufacturers as sawnwood users. Industrial operating mode was defined as a pattern of important decisions and actions taken by a company which describes the company's level of adjustment in the late-industrial transition. A non-probabilistic sample of 127 companies was interviewed, including companies from Denmark, Germany, the Netherlands, and Finland. Fifty-two of the firms were furniture manufacturers and the other 75 were producing windows and doors. Variables related to business philosophy, production operations, and supplier choice criteria were measured and used as a basis for a customer typology; variables related to wood usage and perceived sawmill performance were measured to be used to profile the customer types. Factor analysis was used to determine the latent dimensions of industrial operating mode. Canonical correlations analysis was applied in developing the final base for classifying the observations. Non-hierarchical cluster analysis was employed to build a five-group typology of secondary wood processing firms; these ranged from traditional mass producers to late-industrial flexible manufacturers. There is a clear connection between the amount of late-industrial elements in a company and the share of special and customised sawnwood it uses. Those joinery or furniture manufacturers that are more late-industrial also are likely to use more component-type wood material and to appreciate customer-oriented technical precision. The results show that the change is towards the use of late-industrial sawnwood materials and late-industrial supplier relationships.

Hyvinvointivaltion läpimurto : Pienviljelyhegemonian rapautumisen, kansalaisliikehdinnän ja poliittisen murroksen keskinäiset suhteet suomalaisessa yhteiskunnassa 1950-luvun loppuvuosina

A Breakthrough of Welfare State. The inter-relationships of the civic movement, political transformation, and eroding of a hegemony based on small scale farming in the Finnish society in the late 1950's. The unusually rapid and powerful structural change; the non-parliamentary civic movements of 1956 - 1963; and the left majority in the Finnish parliament between 1958 - 1962 all took place as the Finnish welfare state started to develop. The aim of my research is to analyse the inter-relationships of these processes. The research describes the way the former semi self-sufficient, semi-proletarian and labour-intensive form of production - a simple and discriminatory system in itself - made it possible for the majority of the population to survive through hard work. For some it even provided a possibility to prosper. The waning vitality of semi self-sufficiency and small scale agriculture triggered a political ferment and started a period of searching for something new. The process was so intense that it broke up most of the parties and tore down the old consensus that was based on the power of economic and political elite. The most crucial battle of the great transformation was waged over the nature of the state: Should we build a welfare state and construct social security systems, or should we revert to the old night watchman state and, for example, cancel the modest forms of redistribution of income carried out in the 1950's? The people joining the civic movements were either cottagers of the impoverishing countryside or, quite often, people who had come from the countryside and thus had grown up under conditions of some form of solidarity that included taking care of one's own family. The Finnish social insurance developed in the midst of a change in the structure of production of the society, and it became a compromise to satisfy the needs of both the waning society of small scale agriculture and the rising proletarian society based on wage labour. The hodgepodge of political schemes and use of power became a battle between different notions of the economy and the state; the distribution of national income; and the position of Finland in the international context. This battle created a shape of an interregnum - a period of transformation including two notions of society, two alternative paths for the future and the logic of a correctional move. The transformation of Finland from a poor developing country into a prosperous society has been praised as a success story. In 1956 - 1959, when the old form of governance based on the interests of small scale agriculture and wood processing industry was in decay, and when the future seemed uncertain, the projects to reduce social benefits and efforts to distribute national income even more unequally than before led to a powerful counter-movement by citizens and started an hegemonic change and a equal socia development.

Potential of biomass energy for electricity generation in sub-Saharan Africa

The paper explores the biomass based power generation potential of Africa. Access to electricity in sub-Saharan Africa (SSA) is about 26% and falls to less than 1% in the rural areas. On the basis of the agricultural and forest produce of this region, the residues generated after processing are estimated for all the countries. The paper also addresses the use of gasification technology - an efficient thermo-chemical process for distributed power generation - either to replace fossil fuel in an existing diesel engine based power generation system or to generate electricity using a gas engine. This approach enables the implementation of electrification programs in the rural sector and gives access to grid quality power. This study estimates power generation potential at about 5000 MW and 10,000 MW by using 30% of residues generated during agro processing and 10% of forest residues from the wood processing industry, respectively. A power generation potential of 15000 MW could generate 100 terawatt-hours (TWh), about 15% of current generation in SSA. The paper also summarizes some of the experience in using the biomass gasification technology for power generation in Africa and India. The paper also highlights the techno economics and key barriers to promotion of biomass energy in sub-Saharan Africa. (C) 2011 International Energy Initiative. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

Ensaios de tratabilidade de águas residuárias da indústria de piso de madeira por processos oxidativos avançados: ozônio e UV-C.

A indústria moveleira em geral e de piso de madeira é caracterizada por processos a seco. Em decorrência da limpeza e lavagem de maquinário e superfícies gera águas residuárias em baixos volumes porém altamente contaminadas com substâncias recalcitrantes de difícil tratamento. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de fácil operação (com uso mínimo de reagentes químicos), capaz de tratar tais águas, reduzir toxicidade e aumentar biodegradabilidade do efluente, viabilizando desta forma uma etapa subsequente de tratamento biológico, o presente trabalho conduziu ensaios de tratabilidade baseados em processos oxidativos avançados com águas residuárias provenientes de lavagens em uma indústria de piso de madeira em Nybro, Suécia, com DQO inicial de aproximadamente 45.000 mg/L e pH de 2,3-2,6. Após tratamento primário in situ com redução de 89% de DQO, os seguintes processos geradores de radicais OH foram testados em escala de laboratório: ozonização sem ajuste de pH (Etapa I); ozonização com ajuste de pH (Etapa II); e ozonização + UV-C com ajuste de pH (Etapa III). Os experimentos foram realizados em semi-batelada, utilizando-se um aparato com dois reatores conectados (de O3 e de UV), entre os quais foi mantido fluxo de recirculação em contracorrente com o gás. Para o desenho experimental, utilizou-se a metodologia de planejamento fatorial do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) utilizando-se como variáveis independentes, (i) vazão de recirculação entre os reatores (VR) com níveis variando de 0,3 a 3L/min; (ii) concentração de O3 na mistura gasosa injetada ([O3]) ou modo de dosagem cujos níveis variaram de 40 a 115 g/Nm3 e; (iii) pH inicial (Etapas II e III) com níveis que variaram de 3 a 11. A quantidade total de O3 fornecida até o final de cada ensaio foi fixada em 2 gramas de O3 para cada grama de DQO inicial (2:1). A eficiência de cada tratamento foi avaliada em função da redução de DQO, da remoção de COT e do consumo de O3. Para ozonização sem ajuste de pH foram alcançadas reduções de DQO e COT de 65 e 31% respectivamente. No tratamento com ajuste de pH sem UV, foram alcançadas reduções de DQO e COT de 85% e 43% com pHinicial = 7,0 enquanto que no tratamento com UV foi alcançada redução de DQO e COT de 93% e 56% respectivamente, com pHi = 9,38. Os resultados de respirometria com os efluentes dos tratamentos indicaram que a ozonização destas águas em pH baixo pode resultar na geração de subprodutos menos biodegradáveis. Entretanto, tais produtos não são gerados quando a ozonização é realizada em pH mais elevado (7,0), mesmo sem aplicação de UV, com doses de O3:DQOinicial menores que 1:1. O tratamento por ozonização pode, portanto, ser aplicado como uma etapa intermediária de tratamento das águas residuárias em questão, inclusive precedendo o tratamento biológico.

Extraction and purification of triterpenic acids from eucalypt bark

A indústria da pasta e do papel é um sector importante da economia mundial, particularmente a que assenta em espécies de Eucalyptus. No entanto, essas indústrias geram quantidades significativas de correntes secundárias de subprodutos e resíduos de biomassa que podem ser exploradas em aplicações de valor acrescentado em vez de serem queimadas para produção de energia. Um exemplo nobre pode ser a produção de ácidos triterpénicos com estruturas dos tipos lupano, oleanano e ursano, dada a sua abundância em alguns destes resíduos, em particular na casca, adotando o conceito de biorrefinaria integrada numa fábrica de pasta. Estes compostos são conhecidos pelas suas inúmeras actividades biológicas, por exemplo, antioxidante, anti-inflamatória e antitumoral, e podem encontrar aplicações em produtos de elevado valor, tais como cosméticos, nutracêuticos ou farmacêuticos. Neste sentido, o estudo das potencialidades das cascas das espécies de eucalipto mais exploradas enquanto fontes de compostos triterpénicos é um tópico relevante. Por conseguinte, foram analisados e comparados em pormenor os teores e composições em ácidos triterpénicos (TTAs) das cascas externas de várias espécies de eucalipto (E. globulus, E. grandis, E. urograndis, E. maidenii e E. nitens). Os teores dos principais TTAs identificados nestas espécies variaram entre 4.5 g/kg no E. urograndis e 21.6 g/kg no E. nitens. Observou-se que as cascas externas de Eucalyptus de zonas temperadas e Mediterrânicas, nomeadamente E. nitens e E. globulus, são mais ricas em TTAs que as espécies de regiões tropicais e subtropicais. Além disso, a casca externa do E. globulus é claramente a mais rica em ácidos com estruturas do tipo ursano enquanto a do E. nitens é a mais rica em ácidos do tipo oleanano e lupano. Estes resultados levaram-nos a estudar a extração dos TTAs da casca de Eucalyptus, bem como a sua posterior concentração e purificação, a qual foi efetuada por extração sólido-líquido convencional combinada com a precipitação de solutos, e por extração com fluidos supercríticos (SFE). No que diz respeito à primeira abordagem referida, foi desenvolvido neste trabalho um método patenteado que permite obter extratos enriquecidos em TTAs das cascas de eucalipto baseado em tecnologias disponíveis no imediato. Em relação à segunda abordagem, e de forma a apostar em processos de baixo impacto ambiental exigidos pelas biorrefinarias do futuro, a SFE surge como uma opção natural. Assim, foi efetuada a SFE da casca caduca do E. globulus com dióxido de carbono puro e modificado para recuperar a fração de TTAs, e os resultados foram comparados com os obtidos por extração em Soxhlet com diclorometano. Foram realizados estudos preliminares sobre a influência da pressão (100-200 bar), a adição de co-solvente (0, 5 e 8% m/m de etanol), e operação em múltiplos passos a fim de avaliar a aplicabilidade da alternativa supercrítica para a sua produção eficiente e selectiva. Os resultados destacaram a influência da pressão e o importante papel resumo (cont.) desempenhado pelo co-solvente neste processo, cujo efeito foi mais relevante do que o aumento da pressão em várias dezenas de bar. Este trabalho foi depois otimizado, usando o planeamento factorial de experiências e a metodologia de superfícies de resposta, para analisar a influência da temperatura (40-60 ºC), pressão (100-200 bar), e teor de etanol (0.0-5.0% m/m) na recuperação dos TTAs e respectiva concentração nos extractos. Nestes intervalos, as melhores condições de operação encontradas foram 200 bar, 40 °C e 5% de etanol, para as quais os modelos de regressão estatisticamente validados previram um rendimento de extração de 1.2% com 50% de concentração em TTAs, correspondendo ao rendimento em TTAs de 5.1 g/kg de casca e uma recuperação de 79.2% comparativamente ao valor do Soxhlet. Os TTAs livres e acetilados apresentaram tendências de extracção bastante distintas devido às suas diferentes afinidades para o CO2 causadas pelas diferentes polaridades: os derivados acetilados aproximam-se de um patamar máximo a cerca de 200 bar e 5% de etanol, enquanto a extração dos TTAs livres apresenta uma tendência sempre crescente no intervalo de condições estudado. Foram também medidas curvas cumulativas de SFE da casca do E. globulus de forma a analisar o comportamento cinético do processo em termos de rendimento total, rendimento em TTAs, rendimento em TTAs livres, rendimento em TTAs acetilados, e concentração dos TTAs nos extractos. Foi analisada a influência da pressão, temperatura, teor de co-solvente e caudal do dióxido de carbono sobre as respostas anteriores. Os dados experimentais foram modelados com os modelos Logístico, de Dessorção, de Placa Plana Simples, e de Difusão. Na globalidade, os resultados confirmaram que a pressão e o teor de etanol têm um efeito significativo sobre as curvas de extração, os rendimentos finais e as concentrações dos extratos, e mostraram a presença de limitações externas à transferência de massa em alguns ensaios. Mais uma vez, as famílias individuais de TTAs livres e acetilados apresentaram diferentes tendências de extracção. A modelação permitiu-nos confirmar não só o importante papel desempenhado pela difusão intraparticular na SFE, mas também a contribuição da resistência no filme em alguns ensaios. Após a análise de todos os resultados, foi efetuado um ensaio em duas etapas em série, possibilitando o enriquecimento do teor em TTAs no extracto devido às diferentes condições adotadas em cada etapa. Por último, um éster metílico de um ácido triterpénico do tipo oleanano - morolato de metilo - foi identificado pela primeira vez enquanto componente da casca de Eucalyptus na casca externa do Eucalyptus grandis x globulus, onde ocorre em teores elevados. A sua extração com CO2 supercrítico foi também realizada, visando a conceção de uma alternativa de extração ambientalmente benigna para este composto. A 200 bar e 60 ºC, a remoção do morolato de metilo atingiu um patamar às 6 h para 5.1 kg h-1 de CO2 / kg de casca. Em geral, e de forma semelhante à SFE da casca do E. globulus, os TTAs acetilados foram mais significativamente extraídos quando comparados com os seus ácidos livres, o que está diretamente relacionado com a natureza menos polar destas moléculas. O trabalho apresentado nesta tese é uma contribuição para a valorização de uma corrente de biomassa com baixo valor na indústria de pasta em duas vertentes complementares. Por um lado, aumentou o conhecimento da composição lipofílica das cascas de Eucalyptus spp. com interesse comercial para a produção de pasta, destacando o seu potencial enquanto fontes de ácidos triterpénicos. Por outro lado, foram desenvolvidos dois processos alternativos e facilmente integráveis numa fábrica de pasta para a sua exploração a partir da casca: um baseado em tecnologias convencionais bem estabelecidas a nível industrial, prevendo a sua aplicação a curto prazo, e um outro baseado na SFE, seguindo as tendências das futuras biorrefinarias.

Uma abordagem à incorporação de lenhinosulfonatos e materiais reciclados em misturas de SBR para produção sustentável de solas

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Otimização Energética na Indústria Química

Studies on taxonomy and ecology of Mysidacea from the EEZ of India

Members of the order Mysidacea are important component in marine and estuarine plankton inhabiting all regions of the oceans. There are many brackish water species and few species occur in fresh water, some have become adapted to the specialized environments of caves and wells. They are omnivores, responsible for remineralisation of a substantial portion of the detritus in the water column. They form an important link in the food chain (between microbial producers and secondary consumers) and therefore play a major role in the cycling of energy within the aquatic ecosystem. In tropical and subtropical waters, swarms of mysids are exploited commercially and marketed as preserved cooked food. Mysids have been used in fish farming as live feed resource. They are also excellent experimental organism, extremely useful in the studies of potential impact of various pollutants in the aquatic environment. Mysids are also used in wood pulp effluent plants.Considering the significant role of mysids in the productivity of tropical and coastal ecosystems,the present study has been undertaken to extend our knowledge on the systematics, species composition, distribution,abundance and ecology of mysid fauna of the Indian EEZ and adjoining areas. The present study therefore will undoubtedly fumish valuable information on Mysidacea of the Indian waters.

Biopulping of Paddy Straw by Pleurotus eous

Biopulping being less energy intensive, inexpensive and causing lesser pollution, can be a viable alternative to chemical and mechanical pulping in paper and pulp industry. In view of shrinking forest reserves, agricultural residues are considered as an alternative raw material for making paper and board. By suitable treatment agriwaste can be converted into substrate for mushroom cultivation. Mushrooms of Pleurotus sp. can preferentially remove lignin from agriwaste with limited degradation to cellulose. The present study examines utilization of Pleurotus eous for biopulping of paddy straw by solid substrate fermentation. SMS, the mushroom growing medium that results from cultivation process, is a good source of fibre and can be pulped easily. Ligninases present in SMS were able to reduce lignin content to nearly half the initial amount by 21st day of cultivation. Highest cellulose content (% dry weight) was observed on 21st day, while cellulase production commenced from 28th day of cultivation. SEM images revealed that SMS fibres are still associated with non-cellulosic materials when compared to chemically (20% w/v NaOH) extracted fibres.

The impact of land-use practices on soil microbes

The extensive use of land resources for food production, fibre for construction, wood pulp for paper, removal for extractive industries, sealing for urban and industrial development and as a receiver (either deliberate or accidental) of polluting substances has wrought huge changes in the chemistry, structure and biology of soils, away from their natural state.

Nytt fordon för transport av bränsleflis : Slutrapport (STEM-projekt 22127-1)

Högskolan Dalarna har i samarbete med Naturbränsle i Mellansverige AB genomfört studier på ett nytt fordon för transport av skogsflis. Fordonet är försett med egen lastningsutrustning (kran och skopa), vilket innebär att flisskördaren kan tippa flisen direkt på marken eller på en i förväg utlagd duk (minskar risken för föroreningar i samband med lastning). Studier har också genomförts på transport av flis med lastväxlarfordon och container (traditionell metod) för att jämförelser skall kunna göras mellan de olika fordonstyperna. Studierna har finansie¬rats via anslag från Statens Energimyndighet och via ”naturabidrag” från deltagande företag.Studierna visar att det nya transportfordonet är ett bättre alternativ än de traditionella last¬växlarfordonen på större objekt med långa transportavstånd. Dessutom pekar studien på att det är sannolikt är bättre även på små objekt under förutsättning att flisningskostnaden kan hållas på en rimlig nivå. Studierna visar också att det bör finnas en viss utvecklingspotential på det nya fordonet (teknik- och metodutveckling), varför det bedöms kunna konkurrera med lastväxlarfordonen även på andra typer av objekt.Jämfört med de traditionella lastväxlarfordonen har det nya fordonet bl.a. följande fördelar:•Transportarbetet blir lättare att planera i och med att beroendeförhållandet mellan in¬blandade maskiner och fordon för flisproduktion och transport upphör.••Risken för störningar i transportflödet minskar.•Miljövinsterna blir större jämfört med lastväxlarfordon som måste ställa ut tomma con¬tainrar innan flisningen kan påbörjas.•Det finns inget behov av lastmaskiner på terminalerna.•Flis kan mellanlagras i skogen.Till nackdelarna med det nya fordonet hör bl.a. följande:•Framkomligheten är något sämre än för lastväxlarfordon på mycket smala och kurviga skogsbilvägar.•Det finns en viss risk för att föroreningar följer med vid lastning av fordonet. Studies were carried out on a new vehicle for transport of fuel chips from the forest. The vehicle was equipped with a crane and a bucket meaning that the chipper may tip the fuel chips right on the ground or on a mat (vira from wood processing industry) to prevent from dirt such as sand and stones when loading. Studies were also carried out on traditional main hauling with transport bins. Transport speed was the same for all vehicles except for the new self-loader on forest roads with lower quality.The studies show that the new system probably is a better alternative on large sites with long transport distances and on sites with only little parking place for transport bins. It is also likely that the new vehicle may be used on very small sites if they are close to each other and if moving cost for the chipper is low.The studies show that the new vehicle has the following advantages:•Transport and other work may be planned in a better way leading to that stress de¬creases.•Dependence between chipper operators and truck drivers decreases.•The risk for disturbances in transport flow decreases.•Environment benefits compared to traditional system with higher traffic intensity (less exhaust gases and lower stress on roads and bridges).•No need for loading machines on terminals.•Easier to store fuel chips on landing.

Uma análise da concorrência no setor brasileiro de celulose

Este trabalho analisa o setor brasileiro de celulose e tenta responder a duas questões principais: a abrangência do mercado relevante e a existência de poder de mercado das empresas que atuam neste setor. A dimensão produto do mercado relevante foi definida a partir de dados qualitativos. Devido à indisponibilidade de dados para uma análise qualitativa mais apurada, a opção foi pela celulose de fibra curta de eucalipto, produto mais importante do setor, tanto pela posição brasileira em tecnologia como pela pauta de exportações. Já quanto à dimensão geográfica, o procedimento realizado baseou-se em Forni (2004) que utiliza testes de raiz unitária para a definição do mercado. Concluiu-se que, com os dados disponíveis, o mercado deste produto pode ser considerado como internacional, não somente pelo resultado do teste como também pelo modo de funcionamento deste mercado. Definido o mercado de produto e geográfico, realizou-se um teste de poder de mercado, pois neste nicho, a Aracruz é líder mundial. Tal teste foi realizado com base na demanda residual descrita por Mayo, Kaserman e Kahai (1996) e estimado segundo Motta (2004). Concluiu-se que, apesar de a Aracruz possuir um elevado market share no setor, ela não possui poder de mercado.