The intrinsic mechanisms of softwood fiber damage in brown stock fiber line unit operations Lappeenranta 2010

The effects of pulp processing on softwood fiber properties strongly influence the properties of wet and dry paper webs. Pulp strength delivery studies have provided observations that much of the strength potential of long fibered pulp is lost during brown stock fiber line operations where the pulp is merely washed and transferred to the subsequent processing stages. The objective of this work was to study the intrinsic mechanisms which maycause fiber damage in the different unit operations of modern softwood brown stock processing. The work was conducted by studying the effects of industrial machinery on pulp properties with some actions of unit operations simulated in laboratory scale devices under controlled conditions. An optical imaging system was created and used to study the orientation of fibers in the internal flows during pulp fluidization in mixers and the passage of fibers through the screen openings during screening. The qualitative changes in fibers were evaluated with existing and standardized techniques. The results showed that each process stage has its characteristic effects on fiber properties: Pulp washing and mat formation in displacement washers introduced fiber deformations especially if the fibers entering the stage were intact, but it did not decrease the pulp strength properties. However, storage chests and pulp transfer after displacement washers contributed to strength deterioration. Pulp screening proved to be quite gentle, having the potential of slightly evening out fiber deformations from very deformed pulps and vice versa inflicting a marginal increase in the deformation indices if the fibers were previously intact. Pulp mixing in fluidizing industrial mixers did not have detrimental effects on pulp strength and had the potential of slightly evening out the deformations, provided that the intensity of fluidization was high enough to allow fiber orientation with the flow and that the time of mixing was short. The chemical and mechanical actions of oxygen delignification had two distinct effects on pulp properties: chemical treatment clearly reduced pulp strength with and without mechanical treatment, and the mechanical actions of process machinery introduced more conformability to pulp fibers, but did not clearly contribute to a further decrease in pulp strength. The chemical composition of fibers entering the oxygen stage was also found to affect the susceptibility of fibers to damage during oxygen delignification. Fibers with the smallest content of xylan were found to be more prone to irreversibledeformations accompanied with a lower tensile strength of the pulp. Fibers poor in glucomannan exhibited a lower fiber strength while wet after oxygen delignification as compared to the reference pulp. Pulps with the smallest lignin content on the other hand exhibited improved strength properties as compared to the references.

Sellulinjojen rejektinkäsittelyn tehokkuuden arviointi

Työssä kartoitettiin sellulinjojen rejektinkäsittelyn toimintaa ja arvioitiin rejektinkäsittelyssä liikkuvan rejektin laatua. Tavoitteena oli arvioida rejektinkäsittelyn toiminnan hyvyyttä ja löytää mahdollisia ongelmakohtia. Toiminnan hyvyyttä arvioitiin rejektinkäsittelyn ajettavuuden, hallinnan ja käytettävyyden sekä rejektin laadun perusteella. Työn kirjallisuusosassa käsitellään yleisesti sellulinjoilla esiintyviä epäpuhtauksia ja kemiallisen massan lajittelua. Kirjallisuusosan pääpaino on sellulinjan ruskean massan lajittelun ja erityisesti lajittamon rejektinkäsittelyn esittelyssä. Rejektinkäsittelyosuus käsittelee nykyaikaiseen rejektinkäsittelyyn kuuluvia laitteita ja toimintoja sekä esittelee erilaisia rejektinkäsittelyjärjestelmiä ja –vaihtoehtoja. Työn kokeellisessa osassa arvioitiin kolmen sellutehtaan kuitulinjan rejektinkäsittelyn toiminnan hyvyyttä. Arvioitavat tehdaskohteet olivat Stora Enson Kaukopään sellutehdas, Botnian Joutsenon sellutehdas sekä UPM-Kymmenen Kaukaan sellutehdas. Tavoitteena oli selvittää ruskean massan lajittelun rejektinkäsittelyssä liikkuvan rejektin laatua, jonka perusteella toiminnan hyvyyttä voitiin arvioida. Tutkimus tehtiin siten, että tehdaskäyntien aikana otettiin arviointiin tarvittavat tehdasnäytteet sekä kerättin muu arviointiin tarvittava tieto. Tehdyn tutkimuksen perusteella saatiin kokonaiskuva kolmen nykyaikaisen sellutehtaan rejektinkäsittelyn toiminnasta. Työssä saatiin runsaasti tietoa rejektinkäsittelyyn ajettavan rejektin laadusta ja määristä sekä rejektinkäsittelylaitteiden toimivuudesta. Prosessista poistettavan rejektin määrän ja laadun selvittäminen oli tehtaille erityisen tärkeä asia selvittää. Kuitutappioiden muodossa prosessista poistettavan rejektin laadulla on myös jonkinlainen taloudellinen merkitys. Arvokasta tietoa saatiin myös prosessissa liikkuvista ja poistettavista hiekkamääristä. Yleisenä havaintona oli, että työhön kuuluneilla sellutehtailla rejektinkäsittely oli hyvin hallinnassa eikä suuria ongelmakohtia löytynyt.

The effect of oxygen delignification on fiber properties in kraft pulp production - a review

Fiber damages comprise fiber deformations, characterized as fiber curl, kink, dislocations and strength losses as well as some yet unidentified factors. This recently discovered phenomenon is especially evident in mill scale kraftpulps. Laboratory produced pulps tend to have less damages and superior strength properties compared to those produced in pulp mills. Generally fiber damages pose a problem in the production of reinforcement pulp because they tend to decrease the ability of fibers to transmit load. Previous studies on fiber damage have shown that most of the fiber damages occur during brown stock processing starting from cooking and discharging. This literature review gives an overall picture on fiber damages occurring during softwood kraft pulp production with an emphasis on the oxygen delignification stage. In addition the oxygen delignification stage itself is described in more detailed extent in order to understand the mechanisms behind the delignification and fiber damaging effect. The literature available on this subject is unfortunately quite contradictory and implicates a lotof different terms. Only a few studies have been published which help to understand the nature of fiber damages. For that reason the knowledge presented in this work is not only based on previous studies but also on research scientist and mill staff interviews.

Lajitteluparametrit korkeakappaisessa sellulinjassa

Tutkimustyön tarkoituksena oli selvittää Tainionkosken sellutehtaan vuonna 2001 uudistetun kuitulinjan prosessin vaikutusta kuumajauhatukseen, kuumalajitteluun, pesutulokseen ja hienolajitteluun. Työn tavoitteena oli löytää ja todentaa optimaalinen ajotapa lopputuotteen eli Tainionkosken kartonkitehtaan kartongin kannalta pesussa, kuidutuksessa, kuumalajittelussa ja hienolajittelussa. Ennen kuitulinjan uudistusta kartoitettiin tilanne kuumajauhatuksessa ja kuumalajittelussa ennen prosessimuutoksia. Kartoituksessa havaittiin, että kuumalajittelu ja kuumakuidutus toimivat parhaiten puhtaan jauhatusenergian ollessa n. 18 kWh/ADT, sekä tilavuusmääräisen ja massavirtamääräisen rejektisuhteen ollessa n. 30 %.Uuden pesemön valmistumisen jälkeen tutkittiin kappatason ja energiatason vaikutusta kuumalajitteluun, kuumakuidutukseen ja pesutulokseen. Tutkimuksessa todettiin tikkupitoisuuksien kasvavan kappatason kohoamisen seurauksena. Kuumajauhimen syöttösakeus kasvoi kappatason noustua, koska prosessimittaus ei huomioinut sakeuden kasvua ja tällöin jauhimen laimennusveden määrä jäi liian vähäiseksi. Korkean kapan seurauksena keitosta tulevien suurien partikkelien määrä lisääntyi. Kuumajauhatuksessa korkeampi kappaluku merkitsi hienoaineen lisääntymistä jauhetussa massassa. Tämän seurauksena kuidutetun massan suotautumisvastus kasvoi kappatason kohottua. Uuden prosessin kuumajauhatukseen tuleva massa on jo pesty 4-vaiheisella DD-pesurilla. Puhtaampi massa kuumajauhatuksessa ja kuumalajittelussa on merkinnyt jauhimen tikkureduktion paranemista, mutta samalla kuumalajittimen tikkujen puhdistustehokkuus on heikentynyt. Laboratoriomittausten mukaan kappatason kasvu huonontaa pesutulosta uudessa pesemössä. Uuden hienolajittamon suorituskykyä määritettiin taseiden avulla. Vanhan lajittamon toiminnassa huomattiin puutteita siinä, että 2-portaan lajittimen 1-portaan syöttöön tulevan rejektivirran tikkupitoisuus oli suurempi mitä tikkupitoisuus 1-portaan syöttövirrassa. Uudessa lajittamossa molempien virtausten tikkupitoisuudet olivat lähes samat. Kokonaisuudessaan hienolajittamon toiminta havaittiin hyväksi. Pesemö ja hienolajittelu toimivat kokeiden perusteella parhaiten lähellä mitoitettua maksimituotantoa 700 ADT/d.

Paperikoneen uuden lyhytkiertoprosessin sovellutuskehitys

Työssä tutkittiin uuden ShortFlowÔ-konseptin eri osa-alueiden toimivuutta paperikoneen lyhytkierrossa. Prosessin sekoituspumppuna perinteinen keskipakopumppu korvataan potkuri-pumpulla, joten työssä selvitettiin uudentyyppisen pumpun kavitointirajat, säädettävyys ja sen soveltuminen suunniteltuun tehtävään ja toiminta-alueeseen. Prosessiin kuuluu myös uudentyyppinen viirakaivo, josta selvitettiin sen kyky poistaa ilmaa ja virtauskäyttäytyminen kaivossa. Hienopaperikoneen osalta kartoitettiin prosessiin liittyviä riskejä ja ShortFlowÔ-lyhytkiertoprosessin kannattavuutta investointina. Työn kirjallisessa osassa on käsitelty lyhytkiertoa eri osa-alueittain. Aluksi on lyhytkierron yleisempi tarkastelu, jossa on selvitetty lajittelua, ilmanpoistoa ja pumppauksia. Erityisempää huomiota on kiinnitetty ShortFlowÔ-lyhytkiertoprosessiin liittyviin erityispiirteisiin joita ovat sakeamassalajittelu, täyteaineet paperitehtaalla, hylky ja virtausten sekoittuminen. Sekoituspumpun osalta on käsitelty myös kavitointia hieman tarkemmin. Työn kokeellisessa osassa suunniteltiin prosessin koelaitteisto, joka myös koeajettiin. Potkuripumpun koeajossa määritettiin potkuripumpun toiminta-alue ja säädettävyys. Pumpun todettiin sekoittavan ja ilman vaikutus potkuripumpun ominaisuuksiin todettiin merkityksettömäksi pumpun toiminta-alueella. Viirakaivon koeajossa selvisi, että viirakaivo poistaa ilmaa suunnittelualueella ja kaivolle löytyi muoto, jossa virtauskäyttäytyminen viirakaivossa eri laskeutumisnopeuksilla on mahdollisimman häiriötöntä. Hienopaperikoneen osalta riskien kartoituksessa selvisi, ettei täyteaine aiheuta ongelmia ja että päällystelaattaa sisältävä hylky on lajiteltava ennen lyhytkiertoa. ShortFlowÔ-lyhytkiertoprosessi oli edullisin sekä käyttö- että investointikustannuksiltaan.

Paperin puhtauden parantaminen lajittelun ja muiden prosessiteknisten keinojen avulla

Tämä työ suoritettiin UPM- Kymmene Oyj:n Tervasaaren tehtaan PK 5:llä. PK 5 valmistaa tarrantaustapaperia. Tämän työn tarkoituksena oli löytää eri keinoja paperin puhtauden parantamiseksi. Puhtaamman paperin valmistaminen parantaa paperikoneen kilpailukykyä kilpailijoihinsa nähden sekä vähentää asiakasvalituskustannuksia. Työn kirjallinen osa koostuu kolmesta suuremmasta kokonaisuudesta, joiden tarkoituksena on luoda teoriapohjaa kokeellisen osan suoritusta varten. Kirjallisuusosan pääpaino on kohdistettu PK 5:llä esiintyviin saostumanaiheuttajiin, kuten uuteaineisiin, ASA- liimaan ja mikrobeihin. Tarkemmassa tarkastelussa on kirjallisuusosassa myös painelajittelu ja pyörrepuhdistus. Kokeellisessa osassa suoritettiin PK 5:n prosessissa syntyvien epäpuhtauksien karakterisointi. Suurimmat saostuman aiheuttajat analyysien perusteella olivat puuperäiset uuteaineet ja ASA- liima. Epäorgaanisista aineista päällystyskomponenttina toimiva kaoliini ja sellun mukana tuleva pihkatalkki esiintyi useimpien saostumien komponentteina. Selvityksessä havaittiin, että prosessille vieraita aineita ei löydetty muista, kuin kalanteroidusta paperista analysoiduista tummista täplistä. Tummista täplistä analysoitu styreenin alkuperä voi selittyä mm. prosessiin päässeellä kumilla tai muovilla. PK 5:n prosessissa selvityksen mukaan silikonipohjainen vaahdonestoaine aiheuttaa erittäin suuria tummia saostumia, joten sen pääsy prosessiin tulee estää sellutehtaalla tarkoin. Epäpuhtauksien määrä on suurin PK 5:n prosessissa hylkylinjassa ja lyhyessä kierrossa. Hylyn painelajittelu poistaa hyvin roskia syöttömassasta. Hylyn lajittelun toisen portaan lajittimen rejektin roskapitoisuus on suhteellisen suuri. Rejektin ohjaaminen ulos prosessista vähentää roskaisuuden rikastumista prosessiin. Sakeamassalajittelun sijoittaminen PK 5:n konekyypin jälkeen vähentää roskien päätymistä paperiin. Hylyn painelajittelun ja PP- laitoksen rejektin ohjaaminen sakeamassalajittelun toiseen portaaseen vähentäisi priimakuitutappiota ja roskien määrää käytetyissä massoissa. Seisokin aikaisen putkilinjojen pesujen lopputulos parani huomattavasti BA- pesuaineen käyttöönoton jälkeen. Kyseisen pesuaine soveltuu liuottamaan putkistosta mm. PK 5:llä esiintyvät uuteaine- ja ASA- saostumat. BSA- sellun pH- säädön lopettamisella oli suuri vähentävä vaikutus tummien täplien esiintymistiheyteen. pH- säädössä BSA- tornin pohjalaimennukseen annosteltu lipeä edesauttoi tummien saostumien syntymistä saippuoiden uuteaineita.

The development and evaluation of an incontinence screening questionnaire for female primary care

Although there is a high prevalence of leaking urine among Australian women, there are currently no standardized procedures for screening patients for incontinence in the primary care setting (known in Australia as general practice). In response to this, an incontinence screening questionnaire (ISQ) was developed and evaluated for use in general practice. Eighty-nine women completed an original compilation of 33 items that asked about situations associated with leaking urine, avoidance of leakage, and concern about leakage. Each item was assessed according to its acceptability for the population of female general practice patients, discriminative value, and test-retest reliability. These patients also underwent an objective test of incontinence, the 48-hour pad test, so that the screening items could be validated against an objective classification of incontinence. The study included women who had bladder control problems and those who did not. Eight items on the ISQ were shown to be acceptable to patients, discriminative, reliable, and valid indicators of objective incontinence. Five items were capable of predicting almost 70% of patients who showed objective leakage of urine and misclassified fewer than 15% of these patients. Those five items were selected for inclusion in the (refined) ISQ. (C) 2000 Wiley-Liss, Inc.

Screening for abdominal aortic aneurysm: lessons from a population-based study

Objectives: To test the acceptability of screening and to identify modifiable risk factors for abdominal aortic aneurysm (AAA) in men. Design: A trial of ultrasound screening for AAA in a population-based random sample of men aged 65-83 years, and a cross-sectional case-control comparison of men in the same sample. Participants: 12203 men who had an ultrasound examination of their abdominal aorta, and completed a questionnaire covering demographic, behavioural and medical factors. Main outcome measures: Prevalence of AAA, and independent associations of AAA with demographic, medical and lifestyle factors. Results: Invitations to screening produced a corrected response of 70.5%. The prevalence of AAAs (> 30 mm) rose from 4.8% in men aged 65-69 years to 10.8% in those aged 80-83 years. The overall prevalence of large (> 50 mm) aneurysms was 0.69%. In a multivariate logistic model Mediterranean-born men had a 40% lower risk of AAA (> 30 mm) compared with men born in Australia (odds ratio [OR], 0.6; 95% CI, 0.4-0.8), while ex-smokers had a significantly increased risk of AAA (OR, 2.3; 95% CI, 1.9-2.8), and current smokers had even higher risks. AAA was significantly associated with established coronary and peripheral arterial disease and a waist:hip ratio greater than 0.9; men who regularly undertook vigorous exercise had a lower risk (OR, 0.8; 95% CI, 0.7-1.0). Conclusion: Ultrasound screening for AAA is acceptable to men in the likely target population. AAA shares some but not all of the risk factors for occlusive vascular disease, but the scope for primary prevention of AAA in later life is limited.

The potential for a selective screening strategy for abdominal aortic aneurysm

Objectives-To investigate the feasibility of selective screening for abdominal aortic aneurysm (AAA) based on identification of a target group of manageable size defined by risk factors for AAA. Setting-Male residents of Perth, Western Australia, aged 65-83 years, who participated in a randomised controlled trial of ultrasound screening for AAA. Methods-Eligible men were identified from the electoral roll and invited to attend a screening clinic. Those who attended completed a questionnaire, had a limited physical examination, and underwent an ultrasound examination to identify the maximum diameter of the infrarenal aorta. Data on risk factors collected from the first 8995 men seen were used to calculate a multivariate risk score for the remaining 2755 men who were screened. Gentiles of the risk score were used to define potential target groups for screening and the sensitivity and specificity of each of these selective screening strategies were calculated. We repeated the calculation separately for AAAs of at least 30 mm, 40 mm, and 50 mm in diameter. Results-We found that screening half of the male population aged 65-83 years would find approximately 75% of AAAs, regardless of their size, whereas screening only current smokers in this population would find approximately 20% of AAAs. Conclusions-Selective screening for AAA using easily recognisable risk factors is feasible but is not worthwhile as approximately 25% of clinically significant cases would be missed.

Initial results of ultrasound screening for aneurysm of the abdominal aorta in Western Australia: relevance for endoluminal treatment of aneurysm disease

Background. Increased life expectancy in men during the last thirty years is largely due to the decrease in mortality from cardiovascular disease in the age group 29-69 yr. This change has resulted in a change in the disease profile of the population with conditions such as aneurysm of the abdominal aorta (AAA) becoming more prevalent. The advent of endoluminal treatment for AAA has encouraged prophylactic intervention and fuelled the argument to screen for the disease. The feasibility of inserting an endoluminal graft is dependent on the morphology and growth characteristics of the aneurysm. This study used data from a randomized controlled trial of ultrasound screening for AAA in men aged 65-83 yr in Western Australia for the purpose of determining the norms of the living anatomy in the pressurized infrarenal aorta. Aims. To examine (1) the diameters of the infra-renal aorta in aneurysmal and non-aneurysmal cases, (2) the implications for treatment modalities, with particular reference to endoluminal grafting, which is most dependent on normal and aneurysmal morphology, and (3) any evidence to support the notion that northern Europeans are predisposed to aneurysmal disease. Methods. Using ultrasound, a randomized control trial was established in Western Australia to assess the value of a screening program in males aged 65-83 yr, The infra-renal aorta was defined as aneurysmal if the maximum diameter was 30 mm or more. Aortic diameter was modelled both as a continuous tin mm) and as a binary outcome variable, for those men who had an infra-renal diameter of 30 mm or more. ANOVA and linear regression were used for modelling aortic diameter as a continuum, while chi-square analysis and logistic regression were used in comparing men with and without the diagnosis of AAA. Findings. By December 1998, of 19.583 men had been invited to undergo ultrasound screening for AAA, 12.203 accepted the invitation (corrected response fraction 70.8%). The prevalence of AAA increased with age from 4.8% at 65 yr to 10.8% at 80 yr (chi (2) = 77.9, df = 3, P<0.001). The median (IQR) diameter for the non-aneurysmal group was 21.4 mm (3.3 mm) and there was an increase (<chi>(2) = 76.0, df = 1, P<0.001) in the diameter of the infra-renal aorta with age. Since 27 mm is the 95th centile for the non-aneurysmal infra-renal aorta, a diameter of 30 mm or more is justified as defining an aneurysm. The risk of AAA was higher in men of Australian (OR = 1.0) and northern European origin (OR = 1.0, 95%CL: 0.9. 1.2) compared with those of Mediterranean origin (OR = 0.5, 99%CL: 0.4, 0.7). Conclusion. Although screening has not yet been shown to reduce mortality from AAA. these population-based data assist the understanding of aneurysmal disease and the further development and use of endoluminal grafts for this condition. (C) 2001 Published by Elsevier Science Ltd on behalf of The International Society for Cardiovascular Surgery.

Is screening for abdominal aortic aneurysm bad for your health and well-being?

Background: The purpose of the present paper was to investigate whether screening for abdominal aortic aneurysm (AAA) causes health-related quality of life to change in men or their partners. Methods: A cross-sectional case-control comparison was undertaken of men aged 65-83 years living in Perth, Western Australia, using questionnaires incorporating three validated instruments (Medical Outcomes Study Short Form-36, EuroQol EQ-5D and Hospital Anxiety and Depression Scale) as well as several independent questions about quality of life. The 2009 men who attended for ultrasound scans of the abdominal aorta completed a short prescreening questionnaire about their perception of their general health. Four hundred and ninety-eight men (157 with an AAA and 341 with a normal aorta) were sent two questionnaires for completion 12 months after screening, one for themselves and one for their partner, each being about the quality of life of the respondent. Results: Men with an AAA were more limited in performing physical activities than those with a normal aorta (t-test of means P = 0.04). After screening, men with an AAA were significantly less likely to have current pain or discomfort than those with a normal aorta (multivariate odds ratio: 0.5; 95% confidence interval (Cl): 0.3-0.9) and reported fewer visits to their doctor. The mean level of self-perceived general health increased for all men from before to after screening (from 63.4 to 65.4). Conclusions: Apart from physical functioning, screening was not associated with decreases in health and well-being. A high proportion of men rated their health over the year after screening as being either the same or improved, regardless of whether or not they were found to have an AAA.

Response to Screening for abdominal aortic aneurysm - Screening reduces deaths related to aneurysm

Editor—We reported the study in a transparent fashion and were deliberately cautious in our conclusions. Australia and the United Kingdom are very different with regard to arrangements for primary care, which did not permit us to undertake a preliminary assessment of the eligibility of men for screening before we randomised them and issued half invitations to attend for the ultrasound examination.