search query: @instructor Särkilahti, Airi / total: 1
results-list
reference: 1 / 1
« previous | next »
Author:Purhonen, Juho
Title:Hydrogen peroxide pre-treatment prior to kraft cooking
Vetyperoksidi esikäsittely ennen kraft keittoa
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:iv + 69 + [16]      Language:   eng
Department/School:Puunjalostustekniikan laitos
Main subject:Puunjalostuksen kemia   (Puu-19)
Supervisor:Vuorinen, Tapani
Instructor:Särkilahti, Airi ; Määttänen, Marjo
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  2256   | Archive
Keywords:peroxide treatment
oxidative pre-treatment
3,4-dihydroxybutyric acid
glycolic acid
peroksidi käsittely
hapettava esikäsittely
3,4-hydroksidibutaanihappo
glykolihappo
Abstract (eng): Approximately 75 % of glucomannans are lost during kraft cooking, forming various degradation products.
Extraction of these degradation products from black liquor is complicated process.
Alkaline peeling reaction of the glucose end group forms 4-deoxy-2,3-hexodiulose intermediate that is cleaved in presence of hydrogen peroxide to glycolic and 3,4-dihydroxybutyric acids.
The main object of this thesis is to direct degradation product formation of glucomannans selectively towards glycolic and 3,4-dihydroxybutyric acids by alkaline hydrogen peroxide pre-treatment prior to kraft pulping.
The goal is to determine optimal conditions for the pre-treatment to selective product formation and study its effect on cooking process.

The pre-treatments were performed with spruce chips and coarse first stage TMP, to reduce mass transfer difficulties.
To minimize decomposition of hydrogen peroxide due to heavy metals, acid washing or chelation with DTPA was performed to chips/TMP.
In addition, the pre-treatments were performed in 1 l autoclaves coated with zirconium.
The experiments compared the effects of temperature, time, alkali and hydrogen peroxide additions on the degradation product formation.
The degradation products were identified by a gas chromatography-mass spectrometer and quantitative analysis was performed by a gas chromatograph with flame ionization detector.
The highest formation of the desired degradation products (0.71 % glycolic and 0.58 % 3,4-dihydroxybutyric acid on dry wood) from spruce chips was achieved with 18 % NaOH and 7 % hydrogen peroxide additions when liquid to wood ratio was 6.
To reach the kappa number of 30, the pre-treated chips required 4 % less effective alkali to cooking stage and slightly lower H-factor, when sulfidity was 35 %and temperature 165°C.

The results demonstrated that the pre-treatment directed degradation product formation selectively towards glycolic and 3,4-dihydroxybutyric acids while formation of other degradation products was limited.
However, obtained concentrations of products were low compared to chemical consumption.
Required amount of chemicals could be reduced by reducing liquid to wood ratio or by boosting impregnation of chemicals to chips by vacuum or press, and preventing consumption of hydrogen peroxide to side reactions.
Although, the pre-treated chips required shorter cooking time and less effective alkali, overall duration increases and more effective alkali is required when including both pre-treatment and cooking.
Abstract (fin): Noin 75 % glukomannaanista liukenee sulfaattikeiton aikana useiksi hajoamistuotteiksi, joiden talteen ottaminen mustalipeästä on työlästä.
Alkalinen päätepilkkoutumisreaktio muodostaa glukomannaanin glukoosipääteryhmästä 4-deoksi-2,3-diuloosi -välimuodon, jonka vetyperoksidi pilkkoo glykoli- ja 3,4-hydroksidibutaanihapoksi.
Tämän diplomityön tavoitteena on ohjata hajoamistuotteiden muodostumista glykoli- ja 3,4-hydroksidibutaanihapoiksi alkalisella vetyperoksidi -esikäsittelyllä ennen sulfaattikeittoa.
Tavoitteena on määrittää esikäsittelylle optimaaliset olosuhteet selektiiviseen tuotteiden muodostukseen ja tutkia tämän vaikutusta keittoon.

Esikäsittelyt tehtiin kuusihakkeella sekä karkealla ensimmäisen vaiheen kuusi-TMP-massalla, jotta vältettäisiin aineen siirtymisestä johtuvat ongelmat.
Metalleista johtuvan vetyperoksidin hajoamisen minimoimiseksi, massa/hake happopestiin tai kelatoitiin DTPA:lla ja esikäsittelyt suoritettiin zirkoniumilla päällystetyissä 1 l autoklaaveissa.
Kokeissa vertailtiin lämpötilan, ajan, alkali- ja vetyperoksidiannoksen vaikutusta hajoamistuotteiden muodostukseen.
Hajoamistuotteet tunnistettiin kaasukromatografiamassaspektrometrilla ja kvantitatiivinen analyysi suoritettiin kaasukromatografilla, joka oli varustettu liekki-ionisaatiodetektorilla.
Suurin haluttujen hajoamistuotteiden muodostuminen hakkeelle (0,71 % glykolihappoa ja 0,58 % 3,4-hydroksidibutaanihappoa puusta laskettuna) saavutettiin 60 minuutin esikäsittelyllä 80 °C:ssa 18 % NaOH ja 7 % vetyperoksidi annoksilla kun neste-puusuhde oli 6.
Esikäsitellylle hakkeelle tehtiin sarja keittoja eri tehollisilla alkaleilla ja H-tekijöillä.
Esikäsittely alensi 30 kappaluvun keittoon vaadittavaa tehollista alkaliannosta 20 %:sta 16 %:in puusta laskettuna ja hieman H-tekijää, kun sulfidisuus oli 35 % ja lämpötila 165 °C:ta.

Tulokset osoittivat, että esikäsittely ohjasi hajoamistuotteiden muodostumisen pääasiassa glykoli- ja 3,4-hydroksidibutaanihapoiksi ja muiden hajoamistuotteiden määrä oli hyvin alhainen.
Saavutetut hydroksidihappomäärät ovat kuitenkin pieniä verrattuna kulutettuun kemikaalimäärään.
Alentamalla nestepuusuhdetta tai tehostamalla kemikaalien pääsyä hakepalojen sisään, esimerkiksi imulla tai puristuksella, voisi vähentää kemikaalien tarvetta.
Vaikka esikäsittely lyhentää keittoaikaa ja vähentää tehollisen alkalin tarvetta keittovaiheessa, vaatii koko prosessi (esikäsittely ja keitto) yhteensä enemmän aikaa ja tehollista alkalia.
ED:2013-02-27
INSSI record number: 45874
+ add basket
« previous | next »
INSSI