Mass and energy balance of the carbonization of babassu nutshell as affected by temperature

The objective of this work was to evaluate the carbonization yield of babassu nutshell as affected by final temperature, as well as the energy losses involved in the process. Three layers constituting the babassu nut, that is, the epicarp, mesocarp and endocarp, were used together. The material was carbonized, considering the following final temperatures: 450, 550, 650, 750, and 850ºC. The following were evaluated: energy and charcoal yields, pyroligneous liquid, non-condensable gases, and fixed carbon. The use of babassu nutshell can be highly feasible for charcoal production. The yield of charcoal from babassu nutshell carbonization was higher than that reported in the literature for Eucalyptus wood carbonization, considering the final temperature of 450ºC. Charcoal and energy yields decreased more sharply at lower temperatures, with a tendency to stabilize at higher temperatures. The energy yields obtained can be considered satisfactory, with losses between 45 and 52% (based on higher heating value) and between 43 and 49% (based on lower heating value) at temperatures ranging from 450 to 850ºC, respectively. Yields in fixed carbon and pyroligneous liquid are not affected by the final carbonization temperature.

Vaneri- ja kertopuutehtaiden kuivatuskoneiden lämmöntalteenottojen järjestelmäselvitys

Vanerin tai kertopuun valmistusprosessissaviilun kuivaukseen käytetään suurin osa koko valmistusprosessin primäärienergiasta. Viilunkuivauskoneessa viilun sisältämä vesi siirretään tyypillisesti prosessihöyryllä lämmitettyyn viilunkuivaajan kiertoilmaan höyrystämällä ja poistetaanviilunkuivaajasta poistoilman mukana. Viilunkuivaajan poistoilma on lämmintä jaerittäin suuren kosteuspitoisuutensa takia sisältää runsaasti energiaa. Tyypillisellä viilunkuivaajalla poistoilmaan sitoutunut lämpöteho vaihtelee prosessiolosuhteista riippuen välillä 2,7-5,7 MW. Diplomityössä tutkittiin viilunkuivaajan poistoilman sisältämän lämmön talteenottoa laitteistolla, johon kuuluu lämmöntalteenottopesuri, jossa poistoilmalla lämmitetään tuotantolaitoksen tukkipuun hautomon kiertovettä sekä ilma-ilma-lämmönsiirrin, jolla lämmitetään pesurista poistuvan ilman jäännöslämmöllä ulkoilmaa tehdassalin tuloilmakäyttöön. Työn tavoitteena oli kehittää lämmöntalteenottojärjestelmän suunnittelua, mitoitusta ja ajotapoja. Työssä analysoitiin teoreettisesti pesuria ja ilmalämmönsiirrintä, kehitettiin lämmöntalteenottopesurin simulointimenetelmä ja mitattiin toiminnassa olevia talteenottolaitteistoja. Tutkimuksessa todettiin lämmöntalteenottohyötysuhteen vaihtelevan lämmityskaudella välillä 50-70 %. Lämmöntalteenottolaitteiston pesurin veteen saatava teho riippuu ensisijaisesti viilunkuivaajan poistoilman lämpösisällöstä, joka on enimmäkseen kosteusriippuvainen ja ilmanvaihtoilmaan saatava teho ulkolämpö-tilan määräämästä tehontarpeesta. Pesurin vesijärjestelmän vaikutusmekanismit pesurin suorituskykyyn tunnistettiin ja niiden pohjalta annetaan suositukset mitoitukseen ja ajotapaan. Lämmöntalteenottolaitteiston lämpötehon tasapainottamiseen pesurin ja ilma-ilma-lämmönsiirtimen välillä mitoituksen avulla esitellään työkalut.

Aurinkokeräimien käyttö turpeen kenttäkuivauksessa

Tämä tutkimus tehtiin osana Vapo Oy:n uuden turvetuotantotekniikan kehitystä. Kihniön Aitonevalle on rakennettu uuden turvetuotantotekniikan tutkimusalue, johon kuuluu muun muassa yksi lämmittämätön kuivatuskenttä sekä yksi aurinkolämmöllä lämmitetty kuivatuskenttä aurinkokeräimineen ja putkistoineen. Työn tavoitteena oli selvittää aurinkolämmöllä lämmitetyn kuivatuskentän tuotannon teho verrattuna lämmittämättömään kenttään. Toinen tavoite oli selvittää Aitonevan tutkimusalueella käytössä olevista aurinkokeräimistä turpeen kuivaustarkoitukseen parhaiten soveltuva keräin. Tuotantoa uudella menetelmällä tehtiin vuoden 2005 kesän ajan. Tuotantotehon ero pyrittiin selvittämään seuraamalla yksittäisten turvetuotantoerien eli satokiertojen kuivumista kosteusnäyttein ja toisaalta vertaamalla koko kesän aikana saatua tuotantoa. Aurinkokeräimien vertailu toteutettiin energiamäärä- ja hyötysuhdemittauksin. Lisäksi kuivatuskenttien lämpötiloja mitattiin kentässä tapahtuvan lämmönsiirron selvittämiseksi. Mittausten perusteella havaittiin, ettälämmitetyn ja lämmittämättömän kentän välillä on tutkimuksen aikaisella kenttärakenteella 6-8 % ero satokierron aikana haihdutetussa vesimäärässä. Tätä voidaanpitää odotuksia pienempänä. Kenttien lämpötilamittausten perusteella osoittautui, että kentän pintarakenne tulisi eristää maaperästä, koska kentän alle siirrettyä lämpöä siirtyy häviöinä kylmään pohjamaahan. Käytössä olleista aurinkokeräimistä parhaaksi osoittautui katettu kumimattokeräin niin hyötysuhteen kuin tehokkuudenkin puolesta. Työn aikana todettiin, että tutkimusta keräimien ja varsinkinkenttärakenteen suhteen tulee jatkaa tulevaisuudessa ennen aurinkokeräinkentän laajamittaisen käytön aloittamista.

Study of post-deposition contamination in low-temperature deposited polysilicon films

The presence of hydrogen in polysilicon films obtained at low temperatures by hot-wire CVD and the post-deposition oxidation by air-exposure of the films are studied in this paper. The experimental results from several characterization techniques (infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, secondary ion mass spectrometry and wavelength dispersive spectroscopy) showed that hydrogen and oxygen are homogeneously distributed at grain boundaries throughout the depth of the films. Hydrogen is introduced during the growth process and its concentration is higher in samples deposited at lower temperatures. Oxygen diffuses along the grain boundaries and binds to silicon atoms, mainly in Si 2O groups.

Ilmavirtausten laskennallinen mallinnus

Diplomityössä tutkitaan kolmea erilaista virtausongelmaa CFD-mallinnuksella. Yhteistä näille ongelmille on virtaavana aineena oleva ilma. Lisäksi tapausten perinteinen mittaus on erittäin vaikeaa tai mahdotonta. Ensimmäinen tutkimusongelma on tarrapaperirainan kuivain, jonka tuotantomäärä halutaan nostaa kaksinkertaiseksi. Tämä vaatii kuivatustehon kaksinkertaistamista, koska rainan viipymäaika kuivausalueella puolittuu. Laskentayhtälöillä ja CFD-mallinnuksella tutkitaan puhallussuihkun nopeuden ja lämpötilan muutoksien vaikutusta rainan pinnan lämmön- ja massansiirtokertoimiin. Tuloksena saadaan varioitujen suureiden sekä massan- ja lämmönsiirtokertoimien välille riippuvuuskäyrät, joiden perusteella kuivain voidaan säätää parhaallamahdollisella tavalla. Toinen ongelma käsittelee suunnitteilla olevan kuparikonvertterin sekundaarihuuvan sieppausasteen optimointia. Ilman parannustoimenpiteitä käännetyn konvertterin päästöistä suurin osa karkaa ohi sekundaarihuuvan. Tilannetta tutkitaan konvertterissa syntyvän konvektiivisen nostevirtauksen eli päästöpluumin sekä erilaisten puhallussuihkuratkaisujen CFD-mallinnuksella. Tuloksena saadaan puhallussuihkuilla päästöpluumia poikkeuttava ilmaverho. Suurin osa nousevasta päästöpluumista indusoituu ilmaverhoon ja kulkeutuu poistokanavaan. Kolmas tutkittava kohde on suunnitteilla oleva kuparielektrolyysihalli, jossa ilmanvaihtoperiaatteena on luonnollinen ilmanvaihto ja mekaaninen happosumun keräysjärjestelmä. Ilmanvaihtosysteemin tehokkuus ja sisäilman virtaukset halutaan selvittää ennen hallin rakentamista. CFD-mallinnuksella ja laskentayhtälöillä tutkitaan lämpötila- ja virtauskentät sekä hallin läpi virtaava ilmamäärä ja ilmanvaihtoaste. Tulo- ja poistoilma-aukkojen mitoitukseen ja sijoitukseen liittyvät suunnitteluarvot varmennetaan sekä löydetään ilmanvaihdon ongelmakohdat. Ongelmakohtia tutkitaan ja niille esitetään parannusehdotukset.

Kosteuden ja lämpötilan vaikutus kartonkimassojen muovattavuuteen

Työn tavoitteena oli kartoittaa yleisesti kartongin valmistukseen käytettävien massatyyppien muovattavuuspotentaali. Muovattuvuuteen eniten vaikuttava tekijänä pidettiinmassojen murtovenymää. Työssä tutkittiin kosteuden ja lämpötilan sekä vetonopeuden vaikutusta mekaanisten ja sellumassojen ominaisuuksiin laboratorio-olosuhteissa. Kirjallisuusosassa tarkastellaan paperin lasisiirtymälämpötilaa muovauksen kannalta oleellisena tekijä. Lisäksi käydään läpi tapoja, joilla murtovenymää voidaan kasvattaa. Kartongin keskikerroksen aallotuksessa ja valmistettaessa paperipohjaisia tuotteita syvävedolla, käytetään hyväksi paperin pehmenemistä lämpötilan ja kosteuden alaisena. Niiden olosuhteita tarkastellaan lyhyesti. Lisäksi luodaan katsaus lämpötilan, kosteuden ja nopeuden vaikutuksistapaperin mekaanisiin ominaisuuksiin. Työn kokeellisessa osassa massojen mekaanisia ominaisuuksia testattiin erilaisissa kosteuspitoisuuksissasekä lämpötiloissa eri vetonopeuksilla. Kokeiden perusteella pyrittiin löytämään olosuhteet kullekin massalle, joissa niillä on paras murtovenymä. Lisäksi selvitettiin kuidun kihartamisen, sellumassojen jauhatuksen sekä arkin vapaan kuivumisen vaikutusta murtovenymään. Erilaiset massat saavuttavat parhaan murtovenymän erilaisissa kosteus- ja lämpötilaolosuhteissa. Sellumassoilla paras murtovenymä saadaan huoneenlämpötilassa ja paperin kosteuspitoisuuden ollessa välillä 11...12%. CTMP-massojen paras murtovenymä saadaan vedellä kyllästetyllä paperilla kohotetussa lämpötilassa. Lämpötila riippuu CTMP-massan valmistustavasta ja raaka-aineesta. Sellumassoilla on parempi kokonaisvenymä, kuin ligniinipitoisilla massoilla. Vetonopeuden vaikutus murtovenymään riippuu massasta sekä kosteudesta. Alhaisessa kosteudessa suurempi vetonopeus antaa aina pienemmän venymän. Kosteuden noustessa riippuu massasta, miten vetonopeus vaikuttaa murtovenymään. Plastinen osa tietystä venymästä on riippumaton massasta, jauhatusasteesta ja kuivatustavasta. Ainut vaikuttava muuttuja on kosteus. Kosteuden kasvu kasvattaa plastista venymää.

Drying of Ink in Inkjet Printing

Tämän diplomityön tavoitteena oli saada perustietoa tekijöistä, jotka vaikuttavat musteen kuivumiseen erilaisilla paperipinnoilla inkjet tulostuksessa. Tavoitteena oli saada tietoa erilaisista musteista, joita käytetään yleisimmissä inkjet tulostustekniikoissa, miten paperit vaikuttavat musteen kuivumiseen ja minkälaisia menetelmiä on olemassa musteen kuivumistekijöiden määrittämiseen. Lisäksi tarkoituksena oli varmistaa, voidaanko inkjetmusteiden absorptioajan määrittämiseen käytettävää DIGAT-laitetta käyttää määrittämään ja ennustamaan erilaisten musteiden kuivumista erilaisilla paperipinnoilla sekä etsiä korrelaatioita musteen absorptioajan ja teknisten paperiominaisuuksien sekä inkjet tulostuksen laadun välillä. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin erilaisia inkjet tulostusmenetelmiä, niissä käytettäviä musteita ja musteiden koostumuksia. Tutkittiin myös paperin ja musteen välisiä vuorovaikutuksia sekä inkjet tulostuksen laatua. Kokeellisessa osassa tutkittiin musteenabsorboitumista paperiin DIGAT-laitteen avulla. kuudella eri musteella. Paperinäytteistä määritettiin teknisiä paperiominaisuuksia sekä ominaisuuksia, jotka liittyvät inkjet tulostuksen laatuun. Inkjet tulostuksen laatua tarkasteltiin tulostamalla testikuva kolmella eri tulostimella, jotka olivat Canon Bubble Jet i950, HP DeskJet Cxi970 ja Epson Stylus C46. Havaittiin, että DIGAT-laite ei sovellu määrittämään musteen absorptioaikoja kiiltäville näytteille.Tässä tutkimuksessa näyte, jonka kiilto oli 65 %, oli liian kiiltävä mitattavaksi DIGAT-laitteella. Lisäksi absorptiomäärityksissä havaittiin, että erilaiset musteet asettuvat erilailla paperin pintaan ja että pigmenttipohjaisella musteella asettumisaika oli kaikista pisin. Musteiden absorptioajat olivat nopeimpia erikoisinkjetpaperilla ja hitaimpia päällystetyillä, tiiviillä papereilla. Musteen absorptioajan ja teknisten paperiominaisuuksien ja inkjet tulostuksen laadun välisiä korrelaatioita oli vaikea havaita. Voidaan sanoa, että tulokset olivat muste- ja printterikohtaisia. Havaittiin vain muutamia teknisiä paperiominaisuuksia, jotka korreloivat hyvin musteen absorboitumisen kanssa. Nämäolivat Gurley-Hill huokoisuus, paperin tuhka- sekä kalsiumkarbonaattipitoisuus ja K&N värinabsorptio. Myöskään inkjet tulostuksen laadun ja musteen absorption välisiä korrelaatioita ei löytynyt kuin muutama; densiteetti, mottling sekä bleeding. Tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta DIGAT-laitteen soveltuvan hyvin kuvaamaan inkjet tulostuksen laatuominaisuuksista densiteettia, mottlingia sekä bleedingiä. DIGAT-laitetta voidaan siis käyttää avuksi ennustettaessa kuivumisaikaa ja sen vaikutusta edellä mainittuihin ominaisuuksiin. Läpipainatusominaisuuksia DIGAT-laitteen avulla ei voida tutkia, sillä ne ovat enemmän riippuvaisia paperin neliömassasta, paksuudesta ja huokoisuudesta kuinmusteen absorptioajasta. Teknisistä paperiominaisuuksista Gurley-Hill huokoisuus, paperin tuhka-sekä CaCO3-pitoisuus ja K&N värinabsorptio kuvaavat hyvin musteen imeytymisaikaa paperiin, kun taas ominaisuudet Cobb, HST ja polaari- sekädispersiokomponentit eivät kuvaa. Näyttää siltä, että testikuva, joka on tällä hetkellä käytössä UPM Tutkimus-keskuksessa, ei sovellu suurtehotulostuksen laadun tarkkailuun. Testikuva toimii hyvin pöytätulostimilla ja perinteisillä kopiopapereilla ja inkjetpapereilla, jotka on tarkoitettu tulostettaviksi hitaasti. Tulostusnopeuden ja musteen kuivumisnopeuden välisiä ilmiöitä seei tuo esille, joten se ei sovellu kuvaamaan suurtehotulostusta.

In vitro evaluation of the temperature increment at the external root surface after Er,Cr: YSGG laser irradiation of the root canal

Objectives: A study was made to determine the temperature increment at the dental root surface following Er,Cr:YSGG laser irradiation of the root canal. Design. Human canines and incisors previously instrumented to K file number ISO 30 were used. Irradiation was carried out with glass fiber endodontic tips measuring 200 μm in diameter and especially designed for insertion in the root canal. The teeth were irradiated at 1 and 2 W for 30 seconds, without water spraying or air, and applying a continuous circular movement (approximately 2 mm/sec.) in the apico-coronal direction. Results: At the 1 W power setting, the mean temperature increment was 3.84ºC versus 5.01ºC at 2 W. In all cases the difference in mean value obtained after irradiation versus the mean baseline temperature proved statistically significant (p< 0.05). Conclusions: Application of the Er,Cr:YSGG laser gives rise to a statistically significant temperature increment at the external root surface, though this increment is probably clinically irrelevant, since it would appear to damage the tissues (periodontal ligament and alveolar bone) in proximity to the treated tooth

Effect of temperature on percentage of germination of canistel seeds (Pouteria campechiana)

The canistel is a fruit originated in Mexico and Central America, being introduced in Brazil in 1986. The plants present medium size, however it can reach up to 15 meters of height; the leaves measure about 10 to 25 cm; the flowers are complete and small and the fruit presents yellow coloration when ripe, with whitish pulp and sweet flavor. The propagation can be realized by seed or grafting. In view of almost total absence of information about the culture and the possibility to have a commercial cultivation, the present work, was live in which the effect of the temperature was evaluated in the percentage of germination of the seeds. It was checked that the best averages were obtained in temperature of 30ºC and the minor in 15ºC, 20ºC and 40ºC could be considerate the worst of them.

Evolution of superficial lake water temperature profile under diurnal radiative forcing

In lentic water bodies, such as lakes, the water temperature near the surface typically increases during the day, and decreases during the night as a consequence of the diurnal radiative forcing (solar and infrared radiation). These temperature variations penetrate vertically into the water, transported mainly by heat conduction enhanced by eddy diffusion, which may vary due to atmospheric conditions, surface wave breaking, and internal dynamics of the water body. These two processes can be described in terms of an effective thermal diffusivity, which can be experimentally estimated. However, the transparency of the water (depending on turbidity) also allows solar radiation to penetrate below the surface into the water body, where it is locally absorbed (either by the water or by the deployed sensors). This process makes the estimation of effective thermal diffusivity from experimental water temperature profiles more difficult. In this study, we analyze water temperature profiles in a lake with the aim of showing that assessment of the role played by radiative forcing is necessary to estimate the effective thermal diffusivity. To this end we investigate diurnal water temperature fluctuations with depth. We try to quantify the effect of locally absorbed radiation and assess the impact of atmospheric conditions (wind speed, net radiation) on the estimation of the thermal diffusivity. The whole analysis is based on the results of fiber optic distributed temperature sensing, which allows unprecedented high spatial resolution measurements (∼4 mm) of the temperature profile in the water and near the water surface.

Effects of packaging and temperature on postharvest of atemoya

Effects of refrigerated storage and different packages on postharvest behaviour of fruits of atemoya (Annona cherimola x A. squamosa) cv. PR3 were investigated. Fruits were individually sealed in copolymer (PD-955) and low-density polyethylene (LDPE) bags and stored for 21 days at 15°C or 25°C. Then they were unwrapped and maintained at 25°C, for ripening. Weight loss and firmness of fruits were both affected by storage time, temperature and packaging. Weight loss in packaged atemoyas was lower than in the control, non-wrapped fruits. A non-trained panel scored the atemoyas for overall eating quality and appearance. Fruits sealed in LDPE did not ripen, probably due to an injurious atmosphere developed inside the package. Atemoyas packaged in PD-955 film had a shelf-life of 17 days against 13 days of the control ones, both stored at 15°C, an increase of 30% on shelf-life.

Influence of the temperature in germination of seeds of jabuticaba tree

The jaboticaba tree (Myrciaria spp.) is originated from the center-south of Brazil and presents different types. It's a medium size tree, with tendency to form a crown with great number of branches. A characteristic considered as limitant for the commercial crop is the great juvenility, advicing producing good rootstocks of seedlings and graft wanted varieties, and other vegetative processes. With the purpose of evaluating the effect of temperature on germination of three clones of jaboticaba tree, was carried out a laboratorial research. It was observed influence of the temperature on germination. The highest percentage of germination was obtained at low temperature (15ºC and 20ºC). When it was used the temperature of 35ºC, two clones had only 8% of germination, while the other one was verified 35%. These values show the possibility of the ocurrence of variability among the clones of jaboticaba tree.

Effect of temperature and moisture on the dormancy and activation pattern of Oxalis latifolia bulbs

Con objeto de buscar información para un mejor control de Oxalis latifolia Kunth, se ha estudiado el efecto que presentan la temperatura y la humedad sobre la activación de sus bulbos, tanto en la forma común como en la forma Cornwall de la misma. Los bulbos de la mala hierba se mantuvieron en un refrigerador a +4°C durante 13, 20, 27, 41, 48 y 55 días. Se sacaron tres grupos de 30 bulbos de cada forma en cada fecha de muestreo y se colocaron a 21°C; 15 de ellos se mantuvieron en condiciones de sequía —no se regaron— y otros 15 en condiciones de humedad —añadiendo el agua necesaria—. Los resultados muestran que la activación ocurre durante un período prolongado de tiempo en ambas formas, tanto en seco como en húmedo. También se observó que los bulbos secos se activaron antes que los húmedos y los de la forma común antes que los Cornwall. Se observaron dos patrones de activación: los bulbos secos de la forma común generalmente presentaron una activación que sigue un patrón logarítmico, mientras que sus bulbos humedecidos mostraron una tendencia linear; los bulbos Cornwall se activaron con una tendencia exponencial en la mayoría de los casos. El tiempo medio requerido para la activación después del almacenamiento en frío fue constante en la forma común, sin embargo la activación de Cornwall fue más rápida cuanto más tiempo permanecieron almacenados en frío.

Earliness per se and its dependence upon temperature in diploid wheat lines differing in the major gene Eps-Am1 alleles

Differences in development among wheat cultivars are not only restricted to photoperiod and vernalization responses. When both requirements are fully satisfied differences may still arise due to earliness per se. It is not clear at present to what extent this trait is ‘ intrinsically ’ expressed (a constitutive trait) independently of the environmental conditions so that it might be selected under any thermal condition or if it may be altered to the extent of showing a crossover interaction with temperature in which the ranking of wheat genotypes may be altered. The present study assessed the influence of temperature on the intrinsic earliness for lines of diploid wheat characterized for their differences in a major gene for intrinsic earliness, but also possibly differing in their genetic background for other factors controlling this polygenic trait. To do so the lines were grown individually in two temperature regimes (16 and 23 xC) under long days having previously been fully vernalized. Multiple comparisons analyses were carried out among lines of the same allelic group for the Eps-Am1 gene. Results indicated that within each group there were lines that did not differ in their earliness per se, others differed but without exhibiting any linertemperature interaction and finally different types of interaction were shown, including cases where the ranking of lines was altered depending on the growing temperature. It is thus possible that the selection of a genotype based on its earliness per se in an environment might not represent the same performance in another location where temperature varied significantly.

Effect of temperature and carpel size during pre-anthesis on potential grain weight in wheat

The effect of environmental conditions immediately before anthesis on potential grain weight was investigated in wheat at the experimental field of the Faculty of Agronomy (University of Buenos Aires, Argentina) during 1995 and 1996. Plants of two cultivars of wheat were grown in two environments (two contrasting sowing dates) to provide different background temperature conditions. In these environments, transparent boxes were installed covering the spikes in order to increase spike temperature for a short period (c. 6 days) immediately before anthesis, i.e. between ear emergence and anthesis. In both environments, transparent boxes increased mean temperatures by at least 3n8 mC. These increases were almost entirely due to the changes in maximum temperatures because minimum temperatures were little affected. Final grain weight was significantly reduced by higher temperature during the ear emergence–anthesis period. It is possible that this reduction could be mediated by the effect of the heat treatment on carpel weight at anthesis because a curvilinear association between final grain weight and carpel weight at anthesis was found. This curvilinear association may also indicate a threshold carpel weight for maximizing grain weight.