Kuivatusmenetelmien vaikutus heatset offset- ja syväpainetun SC-paperin laatuun

Työssä tutkittiin heatset offset- ja syväpainetun SC-paperin painojäljen laatua, kun koepaperikoneella valmistetun SC-paperin valmistuksessa käytettiin eri kuivatus-menetelmiä. Erityisesti kiinnostus kohdistui eri kuiva-ainepitoisuuksissa käytetyn ilmakuivatuksen aiheuttamiin painojäljen laatuvaikutuksiin. Painojäljen lisäksi työssä tarkasteltiin pohjapaperin ominaisuuksia kuivatuksen jakalanteroinnin jälkeen. Perinteisen sylinterikuivatuksen kuivatuskapasiteettia voidaan nostaa kuivattamalla paperia kuuman ilman avulla, jolloin paperin haihdutusnopeus nousee yli viisinkertaiseksi sylinterikuivatukseenverrattuna. Ilmakuivatus voidaan sijoittaa välittömästä kuivatusosan alkuun ennen ensimmäistä kuivatussylinteriä tai korkeampaan kuiva-ainepitoisuuteen sylinterikuivatuksen keskelle. Kuivattua paperia tarkasteltaessa kuuman ilman avulla kuivatun paperin ominaisuudet poikkesivat huokoisuuden ja öljynabsorption suhteen sylinterikuivatusta paperista sekä heatset offset- että syväpainopaperilla. Kalanterointi tasoitti koepisteiden välisiä muutoksia. Kalanteroidusta paperista havaittiin, että ilmakuivatuksen sijoittuminen välittömästi puristimen jälkeen kasvatti paperin molempien pintojen opasiteettia. Vastaavasti paperin tiheys kasvoi, kun paperia kuivattiin kuumalla ilmalla sekä ennen sylinterikuivatusta että sylinterikuivatuksen keskellä. Yhteistä ilmakuivatuksen käytölle kaikissa koepisteissä oli paperin huokoisuuden pieneneminen. Heatset offsetpainoprosessissa käytettävä kostutusvesi asettaa paperin kuitu-karhenemiselle vaatimuksia. Tutkimuksessa havaittiin, että puristimen jälkeen sijoitettu ilmakuivatus pienensi paperin taipumusta karhentua painoprosessissa. Muiden ominaisuuksien osalta paperin kuivatus kuuman ilman avulla yhdessä sylinterikuivatuksen kanssa ei jättänyt paperiin sellaisia jälkiä, jotka näkyisivät heatset offset- ja syväpainetun SC-paperin painojäljessä verrattuna kokonaan yksiviira-vientisesti sylinterikuivattuun paperiin.

Nestepakkauskartongin ominaisjäykkyyden parantamisen menetelmät

Viime vuosina Tainionkosken KA5:lla valmistettavan nestepakkauskartongin neliömassa, joka jäykkyystavoitteen saavuttamiseksi tarvitaan, on kasvanut. Diplomityön tavoitteena oli selvittää kartongin jäykkyysindeksin heikentymi-seen vaikuttaneet tekijät ja kehittää korjaavia toimenpiteitä. Työn kirjallisuusosassa tutkittiin nestepakkauskartongin laatuominaisuuksia ja jäykkyyden muodostumista. Lisäksi selvitettiin massanvalmistus- ja koneolosuhteiden vaikutusta kartongin jäykkyyteen. Kirjallisuusosassa tutkittiin myös, miten eri massalaadut ja kartongin rakenne vaikuttavat jäykkyyteen. Työn kokeellisessa osassa kartoitettiin jäykkyysindeksin heikkenemisen syitä ja kehitettiin uusia ajomalleja, joilla olisi jäykkyysindeksiin positiivinen vaikutus. Jäykkyysindeksin heikkenemisen syitä selvitettiin massa- ja prosessianalyysien avulla. Lisäksi tutkittiin 3.puristimen muuttamista tasauspuristimeksi ja CTMP:n käyttöä runkokerroksessa sekä korkea- että matalakappaisen valkaisemattoman sellun kanssa. Massa-analyysissä selvisi, että sellun laatu on heikentynyt ja jäykkyysindeksin heikkeneminen johtuu osaltaan siitä. Prosessianalyysissä paljastui useita jäykkyysindeksiä heikentäviä tekijöitä, kuten esimerkiksi kuivatusosan vetoerot, jotka olivat ajautuneet kauas optimitilasta. 3.puristimen muuttaminen tasauspuristimeksi paransi pinnan sileyttä ja kartongin bulkkia, jolloin jäykkyysindeksi kasvoi. CTMP:n käyttö korkeakappaisen sellun kanssa paransi huomattavasti kartongin bulkkia, mutta heikensi palstautumislujuutta ja lisäsi reunaimeytymää. Matalakappaisen sellun ja CTMP:n yhdistelmällä saatiin aikaan hyvä bulkki ja palstautumis-lujuus niin, että reunaimeytymä ei kasvanut ja tuotantonopeus ei laskenut.

Paperikoneen kuivatusosan haihdutuksen tehostaminen

Tässä diplomityössä käsitellään paperikoneen kuivatusosan haihdutuksen tehostamista. Tutkimuksen aikana toteutettiin pienmittakaavakoe, ja suunniteltiin tuotantokonekoe. Molemmat kokeet perustuvat tutkimuksen aikana johdettuun teoriaan ja niiden tarkoituksena on kerätä lisää tietoa haihdutuksesta. Pienmittakaavakokeessa löydettiin uusi tapa tehostaa haihdutusta. Kokeen perusteella ei kuitenkaan voida varmuudella arvioida tavan hyötyjä ja soveltuvuutta tuotantokoneelle. Suositeltavaa onkin jatkossa toteuttaa työssä esitetty tuotantokonekoe, jotta auki jäävät kysymykset saavat vastauksensa ja saadaan selkeä käsitys uuden tavan hyödynnettävyydestä paperikoneen kuivatusosalla.

PCC-täyteaineen vaikutus hienopaperin lujuuskäyttäytymiseen nopeassa vetokuormituksessa

Raaka-ainekustannusten minimoimiseksi hienopaperin valmistajat pyrkivät jatkuvasti vähentämään massan havuselluosuutta ja lisäämään paperin täyteainepitoisuutta. PCC:n käyttö hienopaperin täyteaineena on kasvanut viimeisen kymmenen vuoden aikana voimakkaasti. PCC:n etuna on sen joustava valmistusprosessi, jonka olosuhteita säätelemällä voidaan valmistaa hyvin erilaisia tuotteita. PCC:n ominaisuudet, kuten partikkelikoko ja kidemuoto vaikuttavat merkittävästi paperin reologisiin ominaisuuksiin. Täyteaineen vaikutus paperin lujuusominaisuuksiin riippuu oleellisesti siitä, miten täyteaine sijoittuu kuituverkostossa. Lisäksi paperikoneen ajettavuuden turvaamiseksi täyteaineretention tulisi olla riittävän korkealla tasolla. Täyteaineen retentoituminen on hyvin riippuvainen kuitumateriaalin ja täyteaineen ominaisuuksista. Täyteainepitoisuuden lisääminen ja havusellun vähentäminen heikentävät hienopaperin reologisia ominaisuuksia ja vaikuttavat negatiivisesti paperikoneen ajettavuuteen. Varsinkin rainan siirto avoimella viennillä puristinosalta kuivatusosalle voi muodostua ajettavuuden kannalta kriittiseksi kohdaksi. Tämän vuoksi on tärkeää tuntea irrotustapahtumaan ja rainan kireyteen vaikuttavat tekijät. Märän rainan lujuuskäyttäytymistä voidaan tutkia esim. laboratorioarkeista tehtävillä vetolujuus- ja jännitysrelaksaatiomittauksilla. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin kahden erityyppisen PCC-täyteaineen vaikutusta hienopaperin vetolujuus- ja relaksaatiokäyttäytymiseen nopeassa vetokuormituksessa. Täyteainepitoisuuden kasvaessa sekä märän että kuivan paperin vetolujuus ja relaksaatiokireys heikkenivät voimakkaasti. Täyteaine myös vähensi havuselluosuuden vaikutusta näihin ominaisuuksiin. PCC:n ominaisuuksilla voitiin hieman vaikuttaa hienopaperin reologisiin ominaisuuksiin, joskin niiden kannalta edullisempi täyteaine antoi paperille huonommat optiset ominaisuudet. Kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa paperin vetolujuus ja relaksaatiokireys paranivat eksponentiaalisesti. Tämän perusteella täyteainetyypin vaikutus vedenpoistoon on paperin reologisten ominaisuuksien kannalta tärkeä tekijä.

Structural and operational optimisation : applications in energy systems

In this work mathematical programming models for structural and operational optimisation of energy systems are developed and applied to a selection of energy technology problems. The studied cases are taken from industrial processes and from large regional energy distribution systems. The models are based on Mixed Integer Linear Programming (MILP), Mixed Integer Non-Linear Programming (MINLP) and on a hybrid approach of a combination of Non-Linear Programming (NLP) and Genetic Algorithms (GA). The optimisation of the structure and operation of energy systems in urban regions is treated in the work. Firstly, distributed energy systems (DES) with different energy conversion units and annual variations of consumer heating and electricity demands are considered. Secondly, district cooling systems (DCS) with cooling demands for a large number of consumers are studied, with respect to a long term planning perspective regarding to given predictions of the consumer cooling demand development in a region. The work comprises also the development of applications for heat recovery systems (HRS), where paper machine dryer section HRS is taken as an illustrative example. The heat sources in these systems are moist air streams. Models are developed for different types of equipment price functions. The approach is based on partitioning of the overall temperature range of the system into a number of temperature intervals in order to take into account the strong nonlinearities due to condensation in the heat recovery exchangers. The influence of parameter variations on the solutions of heat recovery systems is analysed firstly by varying cost factors and secondly by varying process parameters. Point-optimal solutions by a fixed parameter approach are compared to robust solutions with given parameter variation ranges. In the work enhanced utilisation of excess heat in heat recovery systems with impingement drying, electricity generation with low grade excess heat and the use of absorption heat transformers to elevate a stream temperature above the excess heat temperature are also studied.

Pallomaisen rullalaakerin vauriotutkimus kartonkikoneen kiertoöljyvoidellulla kuivatusosalla

Tämä työ on tehty Stora Enson Imatran kartonkitehtaan kunnossapidosta vastaavalle Efora Oy:lle. Tavoitteena oli selvittää syy Imatran Kartonkikone 5:n kuivatussylinterien laakerivaurioiden suureen määrään verrattuna tehtaiden kolmeen muuhun kartonkikoneeseen. Tutkimuksissa keskityttiin laakerien käyttöolosuhteisiin. Syyn selvittämiseksi työssä vertailtiin eri kartonkikoneiden kiertoöljyvoitelujärjestelmiä, voiteluöljyjä, voiteluolosuhteita, öljyjen kuntoa ja kunnon seurantaa. Myös laakereihin kohdistuvia kuormia arvioitiin. Alan kirjallisuuden avulla on käyty läpi kartonkikoneen rakennetta ja toimintaa tarvittavassa laajuudessa, voitelun ja laakerin vaurioitumisen teoriaa sekä voiteluaineiden ominaisuuksien ja koostumuksen perusteita. Vertailevissa tutkimuksissa ei löytynyt vauriomäärien eroja selittäviä eroavaisuuksia Imatran tehtaiden eri kartonkikoneiden välillä, joskin Kartonkikone 5:n kiertovoiteluöljyn puhtaustaso oli muita Imatran kartonkikoneita heikompi. Laakerikuormien osalta havaittiin joidenkin laakerien käyvän laakerille asetetun vähimmäiskuorman alittavilla kuormituksilla. Vähimmäiskuormaa pienempi radiaalikuorma voi johtaa laakerin virheelliseen toimintaan ja edelleen vaurioitumiseen. Voiteluolosuhteet todettiin erittäin vaikeiksi ja niillä on epäilemättä vaikutusta voiteluöljyn ja laakerien lyhentyneeseen käyttöikään.

Reducing Manufacturing Costs of the Screen Dryer’s Hot Section by Design

In this thesis, the purpose was to find the cost distribution of the screen dryer and the largest cost factors. The hot section of the screen dryer was revealed as the biggest cost factor, so composing new cost efficient solutions were directed to it. DFMA (Design for Manufacture and Assembly) was chosen to help the design process. DFMA is a product design strategy developed for taking manufacturing and assembly costs into account at the early stages of the design process. In the theory part of the thesis, other methods of economical design and tools needed for estimating manufacturing costs are introduced. In the empirical part, the hot section of the screen dryer was divided into sub-assemblies and their manufacturing costs were estimated. The design propositions were directed to the self-manufactured assemblies and parts. The new manufacturing costs were calculated for the developed propositions. Lastly, the most cost efficient solutions were summarized. The savings on the self-manufactured assemblies were about 40 %, which was about 13 % of the combined total costs of the hot section.

Mineral quantification of a Jordan Cretaceous outcrop (Section GM3, Ghawr Al Mazar, Ghor al Mazrar)

Cyclic fluctuations in global sea level during epochs of warm greenhouse climate have remained enigmatic, because absence or subordinate presence of polar ice during these periods precludes an explanation by glacio-eustatic forcing. An alternative concept suggests that the water-bearing potential of groundwater aquifers is equal to that of ice caps and that changes in the dynamic balance of aquifer charge versus discharge, as a function of the temperature-related intensity of the hydrological cycle, may have driven eustasy during warm climates. However, this idea has long been neglected for two reasons: 1) the large storage potential of subsurface aquifers was confused with the much smaller capacity of rivers and lakes and 2) empirical data were missing that document past variations in the hydrological cycle in relation to eustasy. In the present study we present the first empirical evidence for changes in precipitation, continental weathering intensity and evaporation that correlate with astronomically (long obliquity) forced sea-level cycles during the warmest period of the Cretaceous (Cenomanian-Turonian). We compare sequence-stratigraphic data with changes in the terrigenous mineral assemblage in a low-latitude marine sedimentary sequence from the equatorial humid belt at the South-Tethyan margin (Levant carbonate platform, Jordan), thereby avoiding uncertainties from land-ocean correlations. Our data indicate covariance between cycles in weathering and sea level: predominantly chemical weathering under wet climate conditions is reflected by dominance of weathering products (clays) in deposits that represent sea-level fall (aquifer charge > discharge). Conversely, preservation of weathering-sensitive minerals (feldspars, epidote and pyroxenes) in transgressive sediments reflects decreased continental weathering due to dryer climate (aquifer discharge > charge). Based on our results we suggest that aquifer-eustasy represents a viable alternative to glacio-eustasy as a driver of cyclic 3rd-order sea-level fluctuations during the middle Cretaceous greenhouse climate, and it may have been a pervasive process throughout Earth history.

Association Of Lipophilic Opioids And Hyperbaric Bupivacaine In Spinal Anesthesia For Elective Cesarean Section. Randomized Controlled Study.

To evaluate the efficacy and side-effects of fentanyl and sufentanil combined with hyperbaric spinal bupivacaine in elective cesarean section. A prospective, randomized, double-blind study with 64 term parturients, distributed into 2 groups according to the opioid combined with hyperbaric bupivacaine 0.5% (10mg): GF - fentanyl (25 µg) and GS - sufentanil (5.0 µg). The latency and maximum sensory block level; degree and duration of motor block; duration and quality of analgesia; maternal-fetal repercussions were evaluated. This was an intention-to-treat analysis with a 5% significance level. The latency period, maximum sensory block level, motor block degree and perioperative analgesia were similar in both groups. Motor block and analgesia had a longer duration in the sufentanil group. Maternal adverse effects and neonatal repercussions were similar. The incidence of hypotension was higher in the fentanyl group. In both groups, there was a predominance of patients who were awake and either calm or sleepy. The addition of fentanyl and sufentanil to hyperbaric subarachnoid bupivacaine was shown to be effective for the performance of cesarean section, and safe for the mother and fetus. Analgesia was more prolonged with sufentanil.

Screening Of Miners And Millers At Decreasing Levels Of Asbestos Exposure: Comparison Of Chest Radiography And Thin-section Computed Tomography.

Chest radiography (CXR) is inferior to Thin-section computed tomography in the detection of asbestos related interstitial and pleural abnormalities. It remains unclear, however, whether these limitations are large enough to impair CXR´s ability in detecting the expected reduction in the frequency of these asbestos-related abnormalities (ARA) as exposure decreases. Clinical evaluation, CXR, Thin-section CT and spirometry were obtained in 1418 miners and millers who were exposed to progressively lower airborne concentrations of asbestos. They were separated into four groups according to the type, period and measurements of exposure and/or procedures for controlling exposure: Group I (1940-1966/tremolite and chrysotile, without measurements of exposure and procedures for controlling exposure); Group II (1967-1976/chrysotile only, without measurements of exposure and procedures for controlling exposure); Group III (1977-1980/chrysotile only, initiated measurements of exposure and procedures for controlling exposure) and Group IV (after 1981/chrysotile only, implemented measurements of exposure and a comprehensive procedures for controlling exposure). In all groups, CXR suggested more frequently interstitial abnormalities and less frequently pleural plaques than observed on Thin-section CT (p<0.050). The odds for asbestosis in groups of decreasing exposure diminished to greater extent at Thin-section CT than on CXR. Lung function was reduced in subjects who had pleural plaques evident only on Thin-section CT (p<0.050). In a longitudinal evaluation of 301 subjects without interstitial and pleural abnormalities on CXR and Thin-section CT in a previous evaluation, only Thin-section CT indicated that these ARA reduced as exposure decreased. CXR compared to Thin-section CT was associated with false-positives for interstitial abnormalities and false-negatives for pleural plaques, regardless of the intensity of asbestos exposure. Also, CXR led to a substantial misinformation of the effects of the progressively lower asbestos concentrations in the occurrence of asbestos-related diseases in miners and millers.

Transpressive dextral shear in the Italva-Itaperuna section, Northern State of Rio de Janeiro, Brazil

Structural analysis carried out on a segment of the Neoproterozoic Ribeira Belt, southeastern Brazil, show that it represents part of the transpressive dextral orogen related to the Central Mantiqueira Province. NNE-trending and steeply dipping regional mylonitic belts form anastomosed geometry, and describe a map-scale, S-C-like structure that is characterized by their deflection towards NE near the Além Paraíba Lineament. Lithological and structural control related to deformation partition were responsible for the formation of felsic mylonitic granulites with S-type granites lenses developed in ductile shear zones, alternated with less deformed intermediate to basic granulites associated with charnockites. The dextral shear sense indicators are consistent with transpressive deformation in the region and are common especially at the border of the main shear zones. The presence of S-type leucogranite may lead to variations of linear and planar relationships, which result in local extension zones. These elements are consistent with oblique continental collision considering the São Francisco Craton as a stable block.

Molecular phylogeny of the Myzorhynchella Section of Anopheles (Nyssorhynchus) (Diptera: Culicidae): genetic support for recently described and resurrected species

Phylogenetic relationships among species of the Myzorhynchella Section of Anopheles (Nyssorhynchus) were investigated using the nuclear ribosomal DNA second internal transcribed spacer (ITS2), the nuclear whitegene and mitochondrial cytochrome oxidase subunit I (COI) regions. The recently described Anopheles pristinus and resurrected Anopheles guarani were also included in the study. Bayesian phylogenetic analyses found Anopheles parvus to be the most distantly related species within the Section, a finding that is consistent with morphology. An. pristinus and An. guarani were clearly resolved from Anopheles antunesi and Anopheles lutzii, respectively. An. lutzii collected in the same mountain range as the type locality were found within a strongly supported clade, whereas individuals from the southern state of Rio Grande do Sul, tentatively identified as An. lutzii based on adult female external morphology, were distinct from An. lutzii, An. antunesi and from each other, and may therefore represent two new sympatric species. A more detailed examination of An. lutzii sensu latoalong its known geographic range is recommended to resolve these anomalous relationships.

Redescription of Anopheles (Nyssorhynchus) antunesi Galvão & Amaral and description of a new species of the Myzorhynchella Section (Diptera: Culicidae) from Serra da Mantiqueira, Brazil

Anopheles (Nyssorhynchus) pristinus Nagaki & Sallum, n. sp. of the Myzorhynchella Section is described based on morphological characters of adult females, males, fourth-instar larvae, pupae and male genitalia. Anopheles (Nyssorhynchus) antunesi Galvão & Amaral is characterized to fix its identity and distinguish it from An. pristinus. The eggs of An. antunesi are described for the first time. Molecular characterization employing sequences of the COI mitochondrial gene and the ITS2 region of ribosomal DNA are provided for each species. An. antunesi and An. pristinus are compared with morphologically similar species of the Myzorhynchella Section. The results of the present study suggest that the new species has been misidentified as both An. antunesi and Anopheles lutzii Cruz. An. antunesi and An. pristinus are sympatric, occurring at high altitudes in Serra da Mantiqueira, southeastern Brazil

Isothermal Section of the V-Si-B System at 1600 A degrees C in the V-VSi(2)-VB Region

In recent years, the Me-Si-B (Me-metal) ternary systems have received considerable attention aiming at the development of high-temperature structural materials. Assuming that any real application of these materials will rely on multicomponent alloys, as is the case of Ni-base superalloys, phase equilibria data of these systems become very important. In this work, results are reported on phase equilibria in the V-Si-B system, and are summarized in the form of an isothermal section at 1600 A degrees C for the V-VSi(2)-VB region. Several alloys of different compositions were prepared via arc melting and then heat-treated at 1600 A degrees C under high vacuum. All the materials in both as-cast and heat-treated conditions were characterized through x-ray diffraction, scanning electron microscopy, and selected alloys via wavelength dispersive spectroscopy. A negligible solubility of B in the V(3)Si, V(5)Si(3) (T(1)), and V(6)Si(5) phases as well as of Si in V(3)B(2) and VB phases was noted. Two ternary phases presenting the structures known as T(2) (Cr(5)B(3)-prototype) and D8(8) (Mn(5)Si(3)-prototype) were observed in both as-cast and heat-treated samples. It is proposed that at 1600 A degrees C the homogeneity range of T(2) extends approximately from 5 at.% to 12 at.% Si at constant vanadium content and the composition of D8(8) phase is close to V(59.5)Si(33)B(7.5) (at.%).