Biochemical treatment of brown grade rejects in recycling process

Ruskeisiin kierrätysmassoihin kuuluu kulutuksen kannalta tärkeimpänä laatuna OCC (old corrugated containers). OCC sisältää noin 70-100% aaltopahvia eli pääasiassa se koostuu valkaisemattomasta kemiallisesta massasta. OCC uusiomassan ensisijainen käyttökohde on aaltopahvin valmistus. OCC:n kierrätyskuituprosessissa syntyy merkittäviä määriä rejektiä. Rejektin määrä riippuu paljolti kierrätettävän materiaalin laadusta ja puhtaudesta, mutta myös tulevan massan käyttötarkoituksesta sekä prosessiolosuhteista. OCC-prosessissa rejektoituvan aineksen määrä voi nousta korkeaksi, mikäli kierrätettävä materiaali sisältää märkälujaliimoja tai muuten raskaasti liimattuja komponentteja sekä runsaasti kontaminantteja, kuten muoveja, teippejä ja metalleja. Keskimäärin OCC-rejekti sisältää 30-60% kiinteää ainesta, 30-90% (kuivapaino) kuituja, 5-70% (kuivapaino) muoveja ja 1-10% (kuivapaino) tuhkaa. Syntynyt rejekti voidaan polttaa energiaksi tai käyttää maantäyttöaineena. Harvinaisempia sovelluksia rejektin käsittelyssä ovat rejektin kuitujen talteenotto uudelleenprosessointia varten tai alkoholin ja levuliinihapon tuottamiseen. Rejektin asianmukaisella käsittelyllä voidaan vähentää kaatopaikkakustannuksia, sekä parantaa kierrätysprosessin tuottavuutta. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia biokemiallisen käsittelyn mahdollisuudet OCC-rejektin hajotuksessa. Alustavissa laboratoriomittakaavan kokeissa etsittiin sopiva käsittelytapa, joka toteutettiin sitten pilot plant -mittakaavassa. Tulokset osoittavat, että biokemiallisen käsittelyn avulla rejekti voidaan hajottaa jolloin jätteenkäsittelykustannukset pienenevät ja kierrätyskuituprosessin taloudellisuus paranee.

Water consumption and soil moisture distribution in melon crop with mulching and in a protected environment

Mulching has become an important technique for land cover, but there are some technical procedures which should be adjusted for these new modified conditions to establish optimum total water depth. It is also important to observe the soil-water relations as soil water distribution and wetted volume dimensions. The objective of the present study was to estimate melon evapotranspiration under mulching in a protected environment and to verify the water spatial distribution around the melon root system in two soil classes. Mulching provided 27 mm water saving by reducing water evaporation. In terms of volume each plant received, on average, the amount of 175.2 L of water in 84 days of cultivation without mulching, while when was used mulching the water requirement was 160.2 L per plant. The use of mulching reduced the soil moisture variability throughout the crop cycle and allowed a greater distribution of soil water that was more intense in the clay soil. The clayey soil provided on average 43 mm more water depth retention in 0.50 m soil deep relative to the sandy loam soil, and reduced 5.6 mm the crop cycle soil moisture variation compared to sandy loam soil.

Metsähakkeen jalostusarvon nostaminen eri kuivausmenetelmillä

The thesis was made for Hyötypaperi Oy. To the business activity of the company belongs the recycling of materials and carry out for re-use and the manufacture of solid biofuels and solid recovered fuels. Hyötypaperi Oy delivers forest chips to its partner incineration plants by day and night though the year. The value of the forest chips is based on its percentage of dry material. It is important to dry forest chips well before its storage in piles and delivering to incineration plants. In the thesis was examed the increasing of the degree of refinement of forest chips by different drying methods. In the thesis was examined four different drying methods of the forest chips. The methods were field-, plate-, platform- and channel drying. In the channel drying was used a mechanical blower and the other drying methods were based on the weather conditions. By all drying methods were made test dryings during the summer 2007. In the thesis was examined also the economical profitableness of the field- and channel drying. The last examination in the thesis was measuring of the forest chips’s humidity by humidity measuring equipment of sawn timber during November 2007. The field drying on the surface of asphalt is the only method of drying, which is used by Hyötypaperi Oy in its own production. There do not exist earlier properly examined facts of any drying methods of forest chips, because the drying of forest chips is a new branch. By field- and platform drying achieved lower humidity of forest chips than by plate drying. The object by using the humidity measuring equipment was to be informed of the humidity of forest chips. At present the humidity will find out after 24 hours when the sample of humidity quantity has been dried in the oven. The Lappeenranta University of Technology had the humidity measuring equipment of sawn timber. The values of humidity measured by the equipment from the sample of forest chips were 2 – 9 percent lower than the real values of humidity specified by drying in oven.

Kaivosteollisuudessa syntyvän kipsin hyödyntäminen

Diplomityön tarkoituksena oli tutkia ja kehittää käyttökohde kaivosteollisuudessa syntyvälle märälle kipsisivuvirralle, joka sisältää metalliepäpuhtauksina alumiinia, rautaa ja mangaania ja jonka määrä on noin 1 000 000 t/a. Kirjallisuuden pohjalta tutkittiin aluksi mahdollisuutta hyödyntää kipsiaines asfaltti- ja sementtiteollisuuden raaka-aineena. Sementin joukkoon lisätään tavallisesti noin 5 p-% kipsiä, mutta harvinaisimpiin sementtilaatuihin sitä voidaan lisätä jopa 30 p-%. Tästä huolimatta vain pieni osa tutkimuksen kohteessa syntyvästä kipsisivuvirrasta voitaisiin hyödyntää tässä sovelluksessa. Lisäksi kipsisivuvirran sisältämät epäpuhtaudet täytyisi poistaa tai saattaa inaktiiviseen muotoon. Myöskään sen kosteuspitoisuus ei saisi olla suuri. Näin ollen tämän kipsisivuvirran hyödyntäminen asfaltti- ja sementtiteollisuuden lisäaineena ei ole mahdollista Seuraavaksi harkittiin kipsin kierrättämistä, jolloin yhtenä vaihtoehtona oli hajottaa kipsi termisesti rikkioksideiksi ja valmistaa niistä rikkihappoa. Taloudellisista syistä hajoamistuotteen on oltava rikkitrioksidia, josta voitaisiin veteen imeyttämällä valmistaa rikkihappoa. Kipsin hajottaminen termovaa´alla osoitti, että kipsi vaatii noin 1400 ºC:n lämpötilan ja haihtuvat komponentit ovat H2O, SO ja SO2, muttei SO3. Alempien oksidien muuttaminen rikkihapoksi vaatisi katalyyttisen hapetuksen, mikä olisi käytännössä liian kallista. Toisena vaihtoehtona kipsin kierrättämiseksi tutkittiin sen biologista pelkistämistä rikkivedyksi ja kalsiumhydroksidilietteeksi. Laboratoriossa Ca(OH)2-lietteestä valmistettiin hiilidioksidin avulla kalsiumkarbonaattia, jolloin päästiin 90 %:n kalsiumhydroksidin konversiossa. Lisäksi alumiinihydroksidi saatiin erotettua kipsilietteestä kokeellisesti hydrosyklonin avulla. Diplomityössä päädyttiin siihen, että sulfaatin biologinen pelkistäminen ja alumiinihydroksidin mekaaninen erotus jatkuvatoimisesti on varteenotettava vaihtoehto kipsisivuvirran hyödyntämiseksi.

Degradation of the surface of a metasilicate glass due to atmosphere moisture

Glasses with low silica content are very susceptible to suffer pronounced degradation when exposed to room atmosphere during short times. In this work the results of the degradation of the surface of a metasilicate glass with composition 2Na2O.1CaO.3SiO2 are presented. Optical and scanning electron microscopy observations, X-ray diffraction, infrared and Raman microprobe spectroscopic measurements of the modified surface of this glass show strong evidences that it is formed essentially by a crystalline carbonate layer.

A convenient method for the determination of moisture in aromatic plants

A method is proposed for the determination of the moisture content of aromatic plants. This method is based on the co-distillation of the starting material in a modified Clevenger apparatus with four organic solvents (toluene, cyclohexane, dichloromethane and carbon tetrachloride). The results were compared with those obtained by oven drying at 105 ºC and steam distillation of the essential oil. The efficiencies of the methods were shown to be equivalent. The solvent distillation method was more practical, especially with respect to operating time (2 h).

Does soil moisture overrule temperature dependence of soil respiration in Mediterranean riparian forests?

Soil respiration (SR) is a major component of ecosystems' carbon cycles and represents the second largest CO2 flux in the terrestrial biosphere. Soil temperature is considered to be the primary abiotic control on SR, whereas soil moisture is the secondary control factor. However, soil moisture can become the dominant control on SR in very wet or dry conditions. Determining the trigger that makes soil moisture as the primary control factor of SR will provide a deeper understanding on how SR changes under the projected future increase in droughts. Specific objectives of this study were (1) to investigate the seasonal variations and the relationship between SR and both soil temperature and moisture in a Mediterranean riparian forest along a groundwater level gradient; (2) to determine soil moisture thresholds at which SR is controlled by soil moisture rather than by temperature; (3) to compare SR responses under different tree species present in a Mediterranean riparian forest (Alnus glutinosa, Populus nigra and Fraxinus excelsior). Results showed that the heterotrophic soil respiration rate, groundwater level and 30 cm integral soil moisture (SM30) decreased significantly from the riverside moving uphill and showed a pronounced seasonality. SR rates showed significant differences between tree species, with higher SR for P. nigra and lower SR for A. glutinosa. The lower threshold of soil moisture was 20 and 17% for heterotrophic and total SR, respectively. Daily mean SR rate was positively correlated with soil temperature when soil moisture exceeded the threshold, with Q10 values ranging from 1.19 to 2.14; nevertheless, SR became decoupled from soil temperature when soil moisture dropped below these thresholds.

Determination of moisture content and water activity in algae and fish by thermoanalytical techniques

The water content in seafoods is very important since it affects their sensorial quality, microbiological stability, physical characteristics and shelf life. In this study, thermoanalytical techniques were employed to develop a simple and accurate method to determine water content (moisture) by thermogravimetry (TG) and water activity from moisture content values and freezing point depression using differential scanning calorimetry (DSC). The precision of the results suggests that TG is a suitable technique to determine moisture content in biological samples. The average water content values for fish samples of Lutjanus synagris and Ocyurus chrysurus species were 76.4 ± 5.7% and 63.3 ± 3.9%, respectively, while that of Ulva lactuca marine algae species was 76.0 ± 4.4%. The method presented here was also successfully applied to determine water activity in two species of fish and six species of marine algae collected in the Atlantic coastal waters of Bahia, in Brazil. Water activity determined in fish samples ranged from 0.946 - 0.960 and was consistent with values reported in the literature, i.e., 0.9 - 1.0. The water activity values determined in marine algae samples lay within the interval of 0.974 - 0.979.

Moisture sorption isotherms and isosteric heat determination in Chilean papaya (Vasconcellea pubescens)

The moisture sorption isotherms of Chilean papaya were determined at 5, 20, and 45 ºC, over a relative humidity range of 10-95%. The GAB, BET, Oswin, Halsey, Henderson, Smith, Caurie and Iglesias-Chirife models were applied to the sorption experimental data. The goodness of fit of the mathematical models was statistically evaluated by means of the determination coefficient, mean relative percentage deviation, sum square error, root-mean-square error, and chi-square values. The GAB, Oswin and Halsey models were found to be the most suitable for the description of the sorption data. The sorption heats calculated using the Clausius-Clapeyron equation were 57.35 and 59.98 kJ·mol-1, for adsorption and desorption isotherms, respectively.

PRELIMINARILY DEVELOPMENT OF A MOISTURE-ACTIVATED BIORESORBABLE POLYMERIC PLATFORM FOR DRUG DELIVERY

Bioresorbable polymeric films were prepared by solvent casting using a tyrosine-derived polycarbonate and metronidazole (MDZ) as the model drug at 2.5%, 5% and 10% (w/w). Drug loading did not affect the water uptake, drug release, polymer degradation or erosion profiles. All devices released approximately 85% (w/w) of the drug within a 1.5 h period. This may be attributed to the rapid water uptake of the polymer. An increase in the water uptake correlated with a linear rate increase of the polymer degradation (0.968 ≤ R2 ≤ 0.999). Moreover, MDZ presented a remarkable plasticizing effect for the polymer and drug loading exerted a significant impact on the mechanical properties of the obtained films. The results obtained can be used to further the development of novel biocompatible and biodegradable polymeric platforms for the delivery of metronidazole and other drugs in a broad range of pharmaceutical applications.

Syntypaikkalajitellun sekajätteen koostumuksen sekä palamisteknisten ominaisuuksien selvitys Etelä-Karjalan alueella

Etelä-Karjalan alueen lajittelututkimuksen tavoitteena oli selvittää alueella syntyvän syntypaikkalajitellun sekajätteen koostumus sekä jätteen palamistekniset ominaisuudet. Palamisteknisinä ominaisuuksina selvitettiin jätteen kosteuspitoisuus, tuhkapitoisuus sekä tehollinen lämpöarvo saapumistilassa. Lisäksi pyrittiin löytämään ratkaisuja kaatopaikkakuormituksen pienentämiselle. Saatuja tuloksia verrattiin aiemmin Suomessa tehtyihin jätekoostumustutkimuksiin ja palamisteknisten ominaisuuksien selvityksiin. Lajittelututkimuksen tulosten perusteella erilliskeräys tarvitsee tehostamista. Biohajoavaa jätettä alueelta kerätyistä otoksista oli 51 m-%, josta biojätettä oli noin 24 m-%. Lisäksi jätteestä kierrätykseen kelpaavia jakeita oli 21 m-%. Palamisteknisten ominaisuuksien määrityksessä tulokset olivat kuivajätteen osalta seuraavat: kosteuspitoisuus 29 %, tehollinen lämpöarvo saapumistilassa 15 MJ/kg ja tuhkapitoisuus kuiva-aineesta 16 %. Tutkimuksesta saadut tulokset ovat linjassa referenssitutkimusten tulosten kanssa. Kaatopaikkakuormituksen vähentämisessä keskeisiä toimenpiteitä ovat tiedotus ja neuvonta. Lisäksi erilliskeräyspisteiden sijoittelulla ja määrän lisäämisellä voidaan saada vähennettyä kierrätyskelpoisen jätteen loppusijoitusta kaatopaikalle. Kierrätyskelvottomien jakeiden poltolla saadaan myös pienennettyä kaatopaikalle loppusijoitettavan jätteen määrää. Syntypaikkalajitellun sekajätteen seassa oli runsaasti polttokelpoista materiaalia. Massapolttoon kelpaavaa jätteestä oli 92 m-% ja energiajätteeseen kelpaavaa 47 m-%. Näistä 13 m-% oli kierrätykseen kelpaavaa jaetta, joka tulisi ohjata kierrätykseen.