Kosteuden ja neliömassan mittaaminen kartonkikoneen viiraosalla

Diplomityön tavoitteena oli selvittää spraytärkkelyksen ja eri kerrosten liitossakeuksien vaikutusta kartongin palstautumislujuuteen ja formaatioon. Työn teon aikana viiraosille hankittiin gammasäteilyllä toimivat kosteusmittarit. Työssä haettiin keinoja varmentaa mit-tausten luotettavuus kartonkikoneella, jonka nopeudet ja tuotteiden neliömassat vaihtelevat suuresti. Työn loppuvaiheessa aloitettiin mittareiden toiminnan parantaminen. Spraytärk-kelyksen annostelua parannettiin ja annostelulle rakennettiin suhdesäätö. Tärkkisumun aiheuttamia haittoja vähennettiin lisäämällä spraytärkkelysputkien yhteyteen tärkkelys-tippoja poistavia imupalkkeja. Tämän diplomityön kirjallisuusosan tavoitteena oli tarkastella taivekartonkia tuotteena ja sen kilpailukyvyn kannalta tärkeitä ominaisuuksia. Kilpailukyvyn kannalta tärkeään palstautumislujuuteen sekä taivutusjäykkyyteen kiinnitettiin huomiota niiden toisistaan riippuvuuksien vuoksi. Spraytärkkelyksen käyttö riittävän palstautumislujuuden varmistajana ja spraytärkkelyksen määrän hallinta olivat kirjallisuusosassa mukana. Liitossakeuksien hallinta gammasäteilyä hyödyntävien NDC-mittareiden avulla oli toinenpääalue. Kirjallisuusosassa on viitattu myös tehtaalta saatuihin kokemusperäisiin tietoihin. Tämän työn kokeellisessa osassa selvitettiin InkeroistenKartonkitehtaan Kartonkikone 4:a. ja sillä suoritettuja spraytärkkelyskokeita. Liitoskosteuksia selvitettiin pääosin aiempien mittausten ja kokemusten perusteella.

Optimization of the refining and shoe press in board production

Optimointi on tavallinen toimenpide esimerkiksi prosessin muuttamisen tai uusimisen jälkeen. Optimoinnilla pyritään etsimään vaikkapa tiettyjen laatuominaisuuksien kannalta paras tapa ajaa prosessia tai erinäisiä prosessin osia. Tämän työn tarkoituksena oli investoinnin jälkeen optimoida neljä muuttujaa, erään runkoon menevän massan jauhatus ja määrä, märkäpuristus sekä spray –tärkin määrä, kolmen laatuominaisuuden, palstautumislujuuden, geometrisen taivutusjäykkyyden ja sileyden, suhteen. Työtä varten tehtiin viisi tehdasmittakaavaista koeajoa. Ensimmäisessä koeajossa oli tarkoitus lisätä vettä tai spray –tärkkiä kolmikerroskartongin toiseen kerrosten rajapintaan, toisessa koeajossa muutettiin, jo aiemmin mainitun runkoon menevän massan jauhatusta ja jauhinkombinaatioita. Ensimmäisessä koeajossa tutkittiin palstautumislujuuden, toisessa koeajossa muiden lujuusominaisuuksien kehittymistä. Kolmannessa koeajossa tutkittiin erään runkoon menevän massan jauhatuksen ja määrän sekä kenkäpuristimen viivapaineen muutoksen vaikutusta palstautumislujuuteen, geometriseen taivutusjäykkyyteen sekä sileyteen. Neljännessä koeajossa yritettiin toistaa edellisen koeajon paras piste ja parametreja hieman muuttamalla saada aikaan vieläkin paremmat laatuominaisuudet. Myös tässä kokeessa tutkittiin muuttujien vaikutusta palstautumislujuuteen, geometriseen taivutusjäykkyyteen ja sileyteen. Viimeisen kokeen tarkoituksena oli tutkia samaisen runkoon menevän massan vähentämisen vaikutusta palstautumislujuuteen. Erinäisistä vastoinkäymisistä johtuen, koeajoista saadut tulokset jäivät melko laihoiksi. Kokeista kävi kuitenkin ilmi, että lujuusominaisuudet eivät parantuneet, vaikka jauhatusta jatkettiin. Lujuusominaisuuksien kehittymisen kannalta turha jauhatus pystyttiin siis jättämään pois ja näin säästämään energiaa sekä säästymään pitkälle viedyn jauhatuksen mahdollisesti aiheuttamilta muilta ongelmilta. Vähemmällä jauhatuksella ominaissärmäkuorma saatiin myös pidettyä alle tehtaalla halutun tason. Puuttuvat lujuusominaisuudet täytyy saavuttaa muilla keinoin.

Stability of curcumin microencapsulated by spray and freeze drying in binary and ternary matrices of maltodextrin, gum arabic and modified starch

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Europium luminescent polymeric microspheres fabricated by spray drying process

The spray drying method was used to prepare luminescent microspheres. These microspheres were prepared by spraying an aqueous solution of dextrin and an europium(III) complex with subsequent drying in a hot medium. The spray dried powder was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence spectroscopy (PL). Particle size distribution was estimated from SEM images. The ultrasonic spray drying technique was successfully applied to yield a microparticulated and red luminescent powder composed by the [Eu(dpa)(3)](3-) stop (dpa = dipicolinic acid) complex incorporated in dextrin microspheres.

Microencapsulation of pequi pulp by spray drying: use of modified starches as encapsulating agent

The aim of this study was to evaluate the microencapsulation of pequi pulp by spray drying. A central composite rotational design was used in order to evaluate the effect of the independent variables: inlet air temperature, surfactant concentration and modified starch concentration. The dependent variables were assumed as yield of the process and the product features microencapsulated. A selection of the best process condition was performed to obtain the best condition of a product with the highest vitamin C and carotenoids content. Powders showed moisture content below 2%. The experimental values of hygroscopicity, yield, water activity, total carotenoids and vitamin C powders ranged from 7.96 to 10.67 g of adsorbed water/100g of solids, 24.34 to 49.80%, 0.13 to 0.30, 145.78 to 292.11 mg of ascorbic acid/g of pequi solids and 15.51 to 123.42 mg of carotenoids/g of pequi solids, respectively. The inlet air temperature 140°C, the surfactant concentration of 2.5% and the modified starch concentration of 22.5% was recommended as the selected condition. By the scanning electron microscopy, it was observed that most of the particles had spherical shape and smooth surface.

Characterization of new sources of derivative starches as wall materials of essential oil by spray drying

Starch derivatives of taro (Colocasia esculenta L. Schott) and rice were characterized as wall materials of orange oil (d-limonene) by spray drying. Native starches were initially hydrolyzed with HCl and then esterified. Succinylated starches were modified using a conventional method in a slurry and were extruded; whereas, the phosphorylated starches were modified using the extrusion process. Viscosity and solubility of starches reduced after acid hydrolysis, derivatization, and extrusion. The particle size of the wall materials ranged between 20.05 and 31.81 µm. The encapsulation efficiency of the phosphorylated taro, rice, and waxy corn starches was 96.9, 96.8 and 97.1% respectively, and 98.6, 98.1, and 98.8% for succynilated taro, rice, and waxy corn starches, respectively. Starch derivatives of taro and rice could potentially be used as wall materials of orange oil d-limonene.

High-amylose carboxymethyl starch matrices for oral sustained drug-release : in vitro and in vivo evaluation

Les amidons non modifiées et modifiés représentent un groupe d’excipients biodégradables et abondants particulièrement intéressant. Ils ont été largement utilisés en tant qu’excipients à des fins diverses dans des formulations de comprimés, tels que liants et/ou agents de délitement. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose atomisé (SD HASCA) a été récemment proposé comme un excipient hydrophile à libération prolongée innovant dans les formes posologiques orales solides. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose amorphe (HASCA) a d'abord été produit par l'éthérification de l'amidon de maïs à haute teneur en amylose avec le chloroacétate. HASCA a été par la suite séché par atomisation pour obtenir le SD HASCA. Ce nouvel excipient a montré des propriétés présentant certains avantages dans la production de formes galéniques à libération prolongée. Les comprimés matriciels produits à partir de SD HASCA sont peu coûteux, simples à formuler et faciles à produire par compression directe. Le principal objectif de cette recherche était de poursuivre le développement et l'optimisation des comprimés matriciels utilisant SD HASCA comme excipient pour des formulations orales à libération prolongée. A cet effet, des tests de dissolution simulant les conditions physiologiques du tractus gastro-intestinal les plus pertinentes, en tenant compte de la nature du polymère à l’étude, ont été utilisés pour évaluer les caractéristiques à libération prolongée et démontrer la performance des formulations SD HASCA. Une étude clinique exploratoire a également été réalisée pour évaluer les propriétés de libération prolongée de cette nouvelle forme galénique dans le tractus gastro-intestinal. Le premier article présenté dans cette thèse a évalué les propriétés de libération prolongée et l'intégrité physique de formulations contenant un mélange comprimé de principe actif, de chlorure de sodium et de SD HASCA, dans des milieux de dissolution biologiquement pertinentes. L'influence de différentes valeurs de pH acide et de temps de séjour dans le milieu acide a été étudiée. Le profil de libération prolongée du principe actif à partir d'une formulation de SD HASCA optimisée n'a pas été significativement affecté ni par la valeur de pH acide ni par le temps de séjour dans le milieu acide. Ces résultats suggèrent une influence limitée de la variabilité intra et interindividuelle du pH gastrique sur la cinétique de libération à partir de matrices de SD HASCA. De plus, la formulation optimisée a gardé son intégrité pendant toute la durée des tests de dissolution. L’étude in vivo exploratoire a démontré une absorption prolongée du principe actif après administration orale des comprimés matriciels de SD HASCA et a montré que les comprimés ne se sont pas désintégrés en passant par l'estomac et qu’ils ont résisté à l’hydrolyse par les α-amylases dans l'intestin. Le deuxième article présente le développement de comprimés SD HASCA pour une administration orale une fois par jour et deux fois par jour contenant du chlorhydrate de tramadol (100 mg et 200 mg). Ces formulations à libération prolongée ont présenté des valeurs de dureté élevées sans nécessiter l'ajout de liants, ce qui facilite la production et la manipulation des comprimés au niveau industriel. La force de compression appliquée pour produire les comprimés n'a pas d'incidence significative sur les profils de libération du principe actif. Le temps de libération totale à partir de comprimés SD HASCA a augmenté de manière significative avec le poids du comprimé et peut, de ce fait, être utilisé pour moduler le temps de libération à partir de ces formulations. Lorsque les comprimés ont été exposés à un gradient de pH et à un milieu à 40% d'éthanol, un gel très rigide s’est formé progressivement sur leur surface amenant à la libération prolongée du principe actif. Ces propriétés ont indiqué que SD HASCA est un excipient robuste pour la production de formes galéniques orales à libération prolongée, pouvant réduire la probabilité d’une libération massive de principe actif et, en conséquence, des effets secondaires, même dans le cas de co-administration avec une forte dose d'alcool. Le troisième article a étudié l'effet de α-amylase sur la libération de principe actif à partir de comprimés SD HASCA contenant de l’acétaminophène et du chlorhydrate de tramadol qui ont été développés dans les premières étapes de cette recherche (Acetaminophen SR et Tramadol SR). La modélisation mathématique a montré qu'une augmentation de la concentration d’α-amylase a entraîné une augmentation de l'érosion de polymère par rapport à la diffusion de principe actif comme étant le principal mécanisme contrôlant la libération de principe actif, pour les deux formulations et les deux temps de résidence en milieu acide. Cependant, même si le mécanisme de libération peut être affecté, des concentrations d’α-amylase allant de 0 UI/L à 20000 UI/L n'ont pas eu d'incidence significative sur les profils de libération prolongée à partir de comprimés SD HASCA, indépendamment de la durée de séjour en milieu acide, le principe actif utilisé, la teneur en polymère et la différente composition de chaque formulation. Le travail présenté dans cette thèse démontre clairement l'utilité de SD HASCA en tant qu'un excipient à libération prolongée efficace.

Extracellular β-fructofuranosidase from Fusarium graminearum: Stability of the spray-dried enzyme in the presence of different carbohydrates

Microbial enzymes have been used for various biotechnological applications; however, enzyme stabilization remains a challenge for industries and needs to be considered. This study describes the effects of spray-drying conditions on the activity and stability of β-fructofuranosidase from Fusarium graminearum. The extracellular enzyme β-fructofuranosidase was spray dried in the presence of stabilizers, including starch (Capsul) (SC), microcrystalline cellulose (MC), trehalose (TR), lactose (LC) and β-cyclodextrin (CD). In the presence of TR (2% w/v), the enzymatic activity was fully retained. After 1 year of storage, 74% of the enzymatic activity was maintained with the CD stabilizer (10% w/v). The residual activity was maintained as high as 80% for 1 h at 70°C when MC, SC and CD (5% w/v) stabilizers were used. Spray drying with carbohydrates was effective in stabilizing the F. graminearum β-fructofuranosidase, improved enzymatic properties compared to the soluble enzyme and demonstrated a potential use in future biotechnology applications. © 2013 Informa UK Ltd. All rights reserved.

Phytase production by Rhizopus microsporus var. microsporus biofilm: characterization of enzymatic activity after spray drying in presence of carbohydrates and nonconventional adjuvants

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Microencapsulation of turmeric oleoresin in binary and ternary blends of gum arabic, maltodextrin and modified starch

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Spray drying microencapsulation of Lippia sidoides extracts in carbohydrate blends

The microencapsulation of Lippia sidoides extracts in blends of carbohydrates was investigated. The extraction conditions were determined through a 2(2) factorial design. The effects of the plant:solvent ratio (A - 7.5:100 and 15:100 m/m) and the extraction time (B - 30 and 90 min) on thymol content of extractive solutions were evaluated, using a 2:1 (v/v) of ethanol:water at a temperature of 50 degrees C, as a solvent system. The selected extract was subjected to spray drying. Blends of maltodextrin and gum arabic at different proportions (4:1; 3:2; 2:3; 0:1) (m/m) were used as encapsulating material. The protective effects of the maltodextrin and gum arabic blends were evaluated by determination of the thymol retention in the dried product, which ranged from 70.2 to 84.2% (related to the content in the extractive solution). An increase in the gum arabic to maltodextrin (DE10) ratio has positive effect on thymol retention. L. sidoides extracts and spray-dried products showed antifungal activity against tested fungal strains (Candida albicans - ATCC 64548, Candida glabrata - ATCC 90030, Candida krusei - ATCC 6258, and Candida parapsilosis - ATCC 22019), evidencing their potential as a natural antifungal agent for medicinal, food, and cosmeceutical purposes. (C) 2012 The Institution of Chemical Engineers. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Microencapsulation of lycopene by spray drying: Characterization, stability and application of microcapsules

Microencapsulation can be an alternative to minimize lycopene instability. Thus, the aim of this study was to microencapsulate lycopene by spray drying, using a modified starch (Capsul (R)) as an encapsulating agent, and to assess the functionality of the capsules applying them in cake. The quantity of lycopene was varied at 5, 10 and 15% in a solution containing 30% of solids in order to obtain the microcapsules. These microcapsules were evaluated as to encapsulation efficiency and morphology and then submitted to a stability test and applied in cakes. Encapsulation efficiency values varied between 21 and 29%. The microcapsules had a rounded outer surface with the formation of concavities and they varied in size. The stability test revealed that microencapsulation offered greater protection to lycopene compared to its free form and it was observed that the microcapsules were able to release pigment and color the studied food system in a homogenous manner. (C) 2011 The Institution of Chemical Engineers. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Protection of Bifidobacterium lactis and Lactobacillus acidophilus by microencapsulation using spray-chilling

The aim of this study was to produce and evaluate solid lipid microparticles containing Bifidobacterium lactis or Lactobacillus acidophilus. Survival assays were conducted to evaluate the resistance of the probiotics to spray-chilling process, their resistance to simulated gastric fluid (SGF) and simulated intestinal fluid (SIF) and their stability during 90 d of storage. The viability of the cells was not affected by microencapsulation. The free and encapsulated cells of B. lactis were resistant to SGF and SIF. The microencapsulation, however, provided protection for L. acidophilus against SGF and SIF. The free and encapsulated microorganisms lost their viability when they were stored at 37 degrees C. However, promising results were obtained when refrigerated and frozen storage was applied. The study indicates that spray-chilling using fat as carrier can be considered an innovative technology and matrix, respectively, for the protection, application and delivery of probiotics. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

On The Distinct Molecular Architectures Of Dipping- And Spray-lbl Films Containing Lipid Vesicles.

The introduction of spraying procedures to fabricate layer-by-layer (LbL) films has brought new possibilities for the control of molecular architectures and for making the LbL technique compliant with industrial processes. In this study we show that significantly distinct architectures are produced for dipping and spray-LbL films of the same components, which included DODAB/DPPG vesicles. The films differed notably in their thickness and stratified nature. The electrical response of the two types of films to aqueous solutions containing erythrosin was also different. With multidimensional projections we showed that the impedance for the DODAB/DPPG spray-LbL film is more sensitive to changes in concentration, being therefore more promising as sensing units. Furthermore, with surface-enhanced Raman scattering (SERS) we could ascribe the high sensitivity of the LbL films to adsorption of erythrosin.

Effect Of Spray Drying On The Sensory And Physical Properties Of Hydrolysed Casein Using Gum Arabic As The Carrier.

This study was aimed at spray drying hydrolysed casein using gum Arabic as the carrier agent, in order to decrease the bitter taste. Three formulations with differing proportions of hydrolysed casein: gum Arabic (10:90, 20:80 and 30:70) were prepared and characterized. They were evaluated for their moisture content, water activity, hygroscopicity, dispersibility in water and in oil, particle size and distribution, particle morphology, thermal behaviour (DSC) and bitter taste by a trained sensory panel using a paired-comparison test (free samples vs. spray dried samples). The proportion of hydrolysed casein did not affect the morphology of the microspheres. The spray drying process increased product stability and modified the dissolution time, but had no effect on the ability of the material to dissolve in either water or oil. The sensory tests showed that the spray drying process using gum Arabic as the carrier was efficient in attenuating or masking the bitter taste of the hydrolysed casein.