Additional revenue opportunities in pulp mills and their impacts on the kraft process

Although the concept of multi-products biorefinery provides an opportunity to meet the future demands for biofuels, biomaterials or chemicals, it is not assured that its implementation would improve the profitability of kraft pulp mills. The attractiveness will depend on several factors such as mill age and location, government incentives, economy of scale, end user requirements, and how much value can be added to the new products. In addition, the effective integration of alternative technologies is not straightforward and has to be carefully studied. In this work, detailed balances were performed to evaluate possible impacts that lignin removal, hemicelluloses recovery prior to pulping, torrefaction and pyrolysis of wood residues cause on the conventional mill operation. The development of mill balances was based on theoretical fundamentals, practical experience, literature review, personal communication with technology suppliers and analysis of mill process data. Hemicelluloses recovery through pre-hydrolysis of chips leads to impacts in several stages of the kraft process. Effects can be observed on the pulping process, wood consumption, black liquor properties and, inevitably, on the pulp quality. When lignin is removed from black liquor, it will affect mostly the chemical recovery operation and steam generation rate. Since mineral acid is used to precipitate the lignin, impacts on the mill chemical balance are also expected. A great advantage of processing the wood residues for additional income results from the fact that the pulping process, pulp quality and sales are not harmfully affected. For pulp mills interested in implementing the concept of multi-products biorefinery, this work has indicated possible impacts to be considered in a technical feasibility study.

Kjærlighet i forbundethet : en kraft i gamle menneskers åndelighet og verdighet

The thesis is rooted in caring science and the notion that the human being is an indivisible unity of body, soul and spirit. The purpose is to search for new, or expanded knowledge and understanding of the substance of the human’s spiritual space, as well as aspects that may constitute a foundation for the safeguard of human dignity. The clinical research study concerns the importance of spirituality and dignity in the care for older people. The thesis consists of three substudies with four articles, and the methodology is based on Gadamer’s philosophical hermeneutics. Through a metasynthesis of 17 research articles, sub-study I searched for understanding of the concept of spirituality as it may appear in reality (deduction). 17 older people were interviewed in sub-study II. This sub-study sought understanding for spirituality and dignity in the specific reality (induction). Sub-study III searched for theory development regarding spirituality, through a literature review of 20 research articles and a text by Tillich (abduction). The findings imply that spirituality entails human beings’ connectedness with one’s inner space and connectedness beyond oneself. Love in connectedness appears as a force in both spirituality and dignity. Themes portrayed include understanding of the spiritual space, religiousness, dignity, and spiritual care. The relationship between dignity and spirituality can be seen in the confirmation of human worth and care for the whole human being, including the spiritual dimension, and this is understood as a prerequisite for perceived dignity. It seems to be important that older people feel valued, loved, not abandoned, and alive. The theoretical model portrays love as a reunifying and connecting force that may foster confirmation, serving, longing and holiness. The movement towards connectedness may create room for the human being’s perception of dignity and holiness, and as such, it may be a force in the search for wholeness and becoming in health.

Effects of the partial removal of wood hemicelluloses on the properties of kraft pulp

The objective of this work was to study the effects of partial removal of wood hemicelluloses on the properties of kraft pulp.The work was conducted by extracting hemicelluloses (1) by a softwood chip pretreatment process prior to kraft pulping, (2) by alkaline extraction from bleached birch kraft pulp, and (3) by enzymatic treatment, xylanase treatment in particular, of bleached birch kraft pulp. The qualitative and quantitative changes in fibers and paper properties were evaluated. In addition, the applicability of the extraction concepts and hemicellulose-extracted birch kraft pulp as a raw material in papermaking was evaluated in a pilot-scale papermaking environment. The results showed that each examined hemicellulose extraction method has its characteristic effects on fiber properties, seen as differences in both the physical and chemical nature of the fibers. A prehydrolysis process prior to the kraft pulping process offered reductions in cooking time, bleaching chemical consumption and produced fibers with low hemicellulose content that are more susceptible to mechanically induced damages and dislocations. Softwood chip pretreatment for hemicellulose recovery prior to cooking, whether acidic or alkaline, had an impact on the physical properties of the non-refined and refined pulp. In addition, all the pretreated pulps exhibited slower beating response than the unhydrolyzed reference pulp. Both alkaline extraction and enzymatic (xylanase) treatment of bleached birch kraft pulp fibers indicated very selective hemicellulose removal, particularly xylan removal. Furthermore, these two hemicellulose-extracted birch kraft pulps were utilized in a pilot-scale papermaking environment in order to evaluate the upscalability of the extraction concepts. Investigations made using pilot paper machine trials revealed that some amount of alkalineextracted birch kraft pulp, with a 24.9% reduction in the total amount of xylan, could be used in the papermaking stock as a mixture with non-extracted pulp when producing 75 g/m2 paper. For xylanase-treated fibers there were no reductions in the mechanical properties of the 180 g/m2 paper produced compared to paper made from the control pulp, although there was a 14.2% reduction in the total amount of xylan in the xylanase-treated pulp compared to the control birch kraft pulp. This work emphasized the importance of the hemicellulose extraction method in providing new solutions to create functional fibers and in providing a valuable hemicellulose co-product stream. The hemicellulose removal concept therefore plays an important role in the integrated forest biorefinery scenario, where the target is to the co-production of hemicellulose-extracted pulp and hemicellulose-based chemicals or fuels.

Ocorrência de fungos filamentosos termo-resistentes em polpa de tomate envasada assepticamente

Este trabalho teve como objetivo principal determinar a ocorrência de fungos filamentosos termo-resistentes durante o processamento asséptico de polpa de tomate (8° BRIX). Durante o período de safra de tomate foram feitas amostragens em 9 lotes (3 no início, 3 no pico e 3 em fim de safra) e no período de entresafra em 5 lotes. Foi feita a enumeração de fungos termo-resistentes nas amostras coletadas durante as diferentes etapas do processo asséptico de cada lote. Foram obtidas contagens médias relativamente baixas, variando entre <1 e 8UFC/100mL de amostra. As maiores contagens foram obtidas na matéria prima e na água de pré lavagem e transporte. Cinqüenta linhagens de fungos termo-resistentes detectadas no procedimento de enumeração foram isoladas, codificadas e estocadas. Os esporos de cada isolado com 1 mês de cultivo foram submetidos a diferentes choques térmicos para selecionar a linhagem de fungo mais termo-resistente. O isolado de fungo mais termo-resistente (sobrevivência ao choque à 100° C/25 minutos) foi identificado como Neosartorya fischeri.

Comportamento reológico da polpa de manga (Mangífera indica L) - efeito dos sólidos insolúveis

Foi avaliado o estudo reológico do suco de manga - efeito dos sólidos insolúveis a peneiramento com diferentes malhas e no suco centrifugado. Os resultados foram analisados em função do ajuste dos modelos reológicos de Casson e de Mizrahi-Berk. Três conjuntos bem diferenciados foram identificados pelo produto passado em (a) ‘finisher’ de 1,6mm e peneira de 1,8mm; (b) peneira de 0,84mm e 0,59mm e (c) peneira de 0,149mm e material centrifugado.

Estudo da estabilidade físico-química e química do suco de caju com alto teor de polpa

Obteve-se o suco de caju com alto teor de polpa utilizando-se o processo combinado de tratamento térmico e conservantes químicos. Utilizaram-se vários teores de metabissulfito de sódio e nitrogênio, estudando-se em seguida, a estabilidade dos produtos obtidos. Verificou-se que o suco tratado com nitrogênio e 300ppm de SO2 apresentou melhor qualidade no que se refere principalmente à cor, quando comparado àquele tratado somente com nitrogênio.

Kraft recovery boilers – Principles and practice

This book was created as postgraduate lecture notes for Lappeenranta University of Technology's special course of steam power plants. But as with anything ever written the ideas shown have nurtured for a long time. Parts of these chapters have appeared elsewhere as individual papers or work documents. One of the most helpful episodes have been presentations and discussions during Pohto Operator training seminars. Input from those sessions can be seen in chapter firing. You who run recovery boilers, I salute you. The purpose of this text is to give the reader an overview of recovery boiler operation. Most parts of the recovery boiler operation are common to boilers burning other fuels. The furnace operation differs significantly from operation of other boiler furnaces. Oxygen rich atmosphere is needed to burn fuel efficiently. But the main function of recovery boiler is to reduce spent cooking chemicals. Reduction reactions happen best in oxygen deficient atmosphere. This dual, conflicting nature of recovery furnace makes understanding it so challenging. To understand the processes happening in the recovery furnace one must try to understand the detailed processes that might occur and their limitations. Therefore chapters on materials, corrosion and fouling have been added.

Purificação da enzima polifenoloxidase (PFO) de polpa de pinha (Annona squamosa L.) madura

A PFO (EC 1.10.3.2) extraída de polpa de pinha madura (Annona squamosa L.), foi parcialmente purificada por fracionamento em sulfato de amônio a 80% e purificada 411 (Fração I) e 118 (Fração II) vezes após cromatografia em coluna de troca iônica em DEAE-Toyopearl 650M, e 566 vezes em coluna de Toyopearl HW55F. A enzima da fração mais ativa foi caracterizada bioquimicamente. Quanto aos parâmetros cinéticos, a enzima apresentou valores de Km e Vmax de 7,14mM e 302,0 unidades/min/ml para catecol e 25,0mM e 180,2 unidades/min/ml para L-dopa respectivamente, substratos que demonstraram maior especificidade. O peso molecular foi estimado em 90.700 daltons através de filtração em gel Sephadex G-200. O teor de cobre da enzima purificada encontrado foi de 11ppm/peso da amostra liofilizada. Quanto à composição de aminoácidos, a PFO apresentou maiores teores de ácido aspártico, ácido glutâmico e lisina e menores teores de metionina, arginina e tirosina, com ausência de cisteína.

DESIDRATAÇÃO DA POLPA DE ACEROLA (Malpighia emarginata D.C.) PELO PROCESSO "FOAM-MAT"

Foi elaborado um suplemento alimentar em pó, a partir da desidratação da polpa de frutos de acerola utilizando o método "FOAM-MAT". Vários testes utilizando diferentes agentes químicos, que favorecem à formação da espuma, foram realizados, tendo sido escolhido o experimento que mais se ajustou ao parâmetro de densidade recomendado como ideal (0,1 a 0,6). Na condição experimental definida, a polpa foi formulada e desidratrada em estufa de secagem com circulação de ar, a uma temperatura de 60 a 70°C, por 90 minutos, obtendo-se um produto em pó, com umidade final de 7,2%. Em paralelo ao experimento, foi efetuada uma caracterização química da polpa de acerola. O produto em pó obtido, foi embalado em sacos metalizados de 25 gramas e submetido a um estudo de estabilidade por 3 meses. Os resultados encontrados, mostraram que o produto elaborado apresentou elevado teor de vitamina C, em um nível 10 vezes maior do que na polpa integral.

Avaliação do teor de antocianinas em polpa de acerola congelada proveniente de frutos de 12 diferentes aceroleiras (Malpighia emarginata D.C.)

A ampla variabilidade genética nos pomares de aceroleiras brasileiros tem gerado frutos de coloração amarela a vermelha púrpura dificultando a obtenção de produtos de coloração avermelhada, cor esperada pelos consumidores. As antocianinas são pigmentos instáveis, responsáveis pela cor vermelha deste fruto maduro. Com o objetivo de determinar o teor destes pigmentos em polpa de acerola submetida ao congelamento foi instalado um experimento inteiramente casualisado. As polpas obtidas de frutos de 12 acessos (plantas) do Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) foram armazenadas a -18ºC, por um período de 06 meses. Unidades amostrais de 30g foram coletadas ao acaso, no período inicial e final do experimento, e submetidas a determinação quantitativa de antocianinas totais utilizando um método espectrofotométrico. Grande variação nos teores de antocianinas totais foi observada nos acessos estudados. No tempo zero de armazenamento o valor mínimo e máximo deste fitoquímico foi de 59,74mg e 3,79mg.100g -1 de polpa, respectivamente. Após seis meses de congelamento foi constatada uma redução de 3,4% a 23,6% no teor desse pigmento nas amostras avaliadas. Evidenciou-se, portanto, que o armazenamento a -18ºC por seis meses reduziu o teor de antocianinas e que os pigmentos antociânicos dos acessos 08 e 13 apresentaram-se mais estáveis ao congelamento.

Aplicação da metodologia de superfície de resposta para o estudo do efeito da temperatura sobre o comportamento reológico de misturas ternárias de polpa de manga e sucos de laranja e cenoura

Neste trabalho estudou-se o comportamento reológico da mistura ternária de polpa de manga e sucos de laranja e cenoura, nas temperaturas de 10 e 60ºC. As proporções dos componentes foram determinadas através da metodologia de superfície de resposta para mistura. As medidas experimentais foram realizadas no reômetro Haake Rotovisco RV-20 e as curvas de escoamento foram ajustadas ao modelo de Ostwald- De Waele. Os parâmetros reológicos foram utilizados como resposta no delineamento e verificou-se que os parâmetros índice de consistência e índice de comportamento do fluido, nas duas temperaturas, foram melhores ajustados com os modelos linear e quadrático, respectivamente.

Efeito da temperatura no comportamento reológico da polpa de manga (mangífera indica L-Keitt)

Foi determinado o efeito da temperatura no comportamento reológico da polpa de manga variedade Keitt na faixa de temperatura de 10(0)C a 60ºC. A polpa integral foi produzida em planta piloto e refinada num "finisher" com peneira de 1,6mm. As análises reológicas foram conduzidas em um reômetro Haake Rotovisco RV-20 com geometria de cilindros concêntricos. O efeito da temperatura sobre o parâmetro reológico representado pelo índice de comportamento, nos casos dos modelos de Mizrahi-Berk (M-B) e Lei da Potência, foi ajustado por uma função linear do tipo: nM = A1 + B1T. O índice de consistência foi ajustado usando-se a equação de Arrhenius: ln(K M) = A2 + B2/T.

Armazenamento da polpa de acerola em pó a temperatura ambiente

Este trabalho foi realizado com o objetivo de se estudar o armazenamento da polpa de acerola em pó embalada em sacos de polietileno durante 60 dias, sob atmosfera ambiente. O pó de acerola foi obtido mediante a secagem de uma solução contendo 90% de polpa de acerola e 10% de maltodextrina, em um secador do tipo leito de jorro, com temperatura do ar de secagem de 70ºC. A cada 10 dias foram feitas avaliações dos parâmetros ácido ascórbico, umidade, pH e cor. Os resultados demonstraram uma diminuição no teor de ácido ascórbico de 29,72%; um aumento de 51,31% na umidade; o valor do pH permaneceu praticamente inalterado oscilando entre 3,7 e 3,8 unidades de pH e observou-se alterações na cor do pó de acerola ao final do armazenamento, com acréscimo nos valores da intensidade de vermelho e amarelo e diminuição da luminosidade.

Otimização via metodologia de superfície de respostas dos parâmetros tecnológicos para produção de fruta estruturada e desidratada a partir de polpa concentrada de mamão

O objetivo deste trabalho foi investigar os parâmetros tecnológicos relevantes no processo de estruturação de polpa concentrada de mamão (16ºBrix), utilizando um delineamento experimental associado a Metodologia de Superfície de Respostas. Os resultados do planejamento composto central utilizado mostraram que as variáveis pectina (x1) e alginato (x2) foram estatisticamente significativas para aumentar a firmeza de fruta estrutura de mamão. Foram realizados experimentos para confirmar as previsões do modelo matemático proposto para firmeza. As frutas estruturadas obtidas com os menores níveis de pectina (7g/kg) e alginato (7g/kg) apresentaram firmeza elevada, em torno de 3,2kg, cerca de 2,4 vezes maior que o valor previsto pelo modelo, provavelmente devido a variações no pH da polpa de mamão. Os resultados mostraram ser possível produzir fruta estruturada com teor elevado de polpa de mamão concentrada (672g/kg) e quantidade mínima de sacarose (364g/kg). O glicerol (x3) na concentração de 100g/kg suprimiu a atividade de água dos géis de polpa concentrada de mamão para 0,922. A secagem (60ºC/6h) sob vácuo (0,8kgf/kg) das frutas estruturadas minimizou o problema de adesividade superficial das frutas estruturadas e, concomitantemente, promoveu redução na atividade de água, para níveis de umidade intermediária, em torno de 0,860.