<p>The main goal for a packaging is to protect the product inside. Typical packaging nowadays is made of layers of paper and barriers consisting of plastics or aluminum foil. A problem with the barrier used today is the environmental thinking. Xylophane® is an environmental friendly and biodegradable alternative to the current barrier material used in packaging. It consists of the natural carbohydrate xylan and additives. Xylophane® is an efficient barrier to oxygen, grease and aroma and can prolong the shelf life of sensitive food.</p><p>The raw material xylan is water soluble and Xylophane® can be coated on paper, board and plastics without using other solvents. A problem with the drying process is the amount of energy needed and the consumption needs to be decreased. Also, the drying capacity of the equipment to be used is often limited and the amount of water to be dried off is critical for the success of the coating process. By increasing the dry content of Xylophane® without increasing the viscosity too much, the drying process can be more effective. In this thesis, studies were made of using a filler as an additive to increase the dry content without destroying the barrier properties.</p><p>With an experimental design, a suitable relationship between the ingredients xylan (X), plasticizer (P) and filler (F) was found. Xylan is the main component and is needed to get a good oxygen barrier. The plasticizer decreases the oxygen barrier properties but is needed to make the material more flexible. The filler is positive for the barrier properties. The chosen composition was X:P = 7:3 and X:F = 1:1. Some extra experiments were made to find a reasonable value of the dry content. Dry contents around 18 % work well with temperatures at and above 45°C, but to manage to perform coating at room temperature the dry content needs to be lower.</p>

The main goal for a packaging is to protect the product inside. Typical packaging nowadays is made of layers of paper and barriers consisting of plastics or aluminum foil. A problem with the barrier used today is the environmental thinking. Xylophane® is an environmental friendly and biodegradable alternative to the current barrier material used in packaging. It consists of the natural carbohydrate xylan and additives. Xylophane® is an efficient barrier to oxygen, grease and aroma and can prolong the shelf life of sensitive food. The raw material xylan is water soluble and Xylophane® can be coated on paper, board and plastics without using other solvents. A problem with the drying process is the amount of energy needed and the consumption needs to be decreased. Also, the drying capacity of the equipment to be used is often limited and the amount of water to be dried off is critical for the success of the coating process. By increasing the dry content of Xylophane® without increasing the viscosity too much, the drying process can be more effective. In this thesis, studies were made of using a filler as an additive to increase the dry content without destroying the barrier properties. With an experimental design, a suitable relationship between the ingredients xylan (X), plasticizer (P) and filler (F) was found. Xylan is the main component and is needed to get a good oxygen barrier. The plasticizer decreases the oxygen barrier properties but is needed to make the material more flexible. The filler is positive for the barrier properties. The chosen composition was X:P = 7:3 and X:F = 1:1. Some extra experiments were made to find a reasonable value of the dry content. Dry contents around 18 % work well with temperatures at and above 45°C, but to manage to perform coating at room temperature the dry content needs to be lower.

På Kvarnsvedens Pappersbruk används gran som vedråvara för mekanisk massatillverkning. Bark är en biprodukt och används som bränsle vid ångproduktion. Innan barken eldas behöver den avvattnas för att öka det effektiva värmevärdet. Detta sker i roterande barkpressar från Saalasti. Torrhalten på barken efter pressarna varierar från ca 37–48 % beroende på många parametrar. Medeltorrhalten under perioden år 2018–2019 var 42 %. En tumregel säger att varje % ökad torrhalt på barken innebär en besparing på 1 MSEK per år eftersom mindre skogsbränsle och kol behöver köpas in. Då torrhalterna efter barkpressarna varierar mycket så var syftet i den här studien att ta fram ett underlag för lämplig körstrategi genom att undersöka och utvärdera i vilken grad parametrarna påverkar utfallet av barkpressningen. Detta gjordes genom omfattande mätningar före och efter barkpressningen på de parametrar som gick att mäta. Resultat från studien visar att olika torrhalter erhölls beroende på vilken barkpress som användes och kan kopplas till slitaget på utrustningen. Vidare är kaktjocklek den parameter som tydligast visar korrelation med torrhalten. Brist på mätdata gjorde att övriga resultat blev svårtolkade. För bästa torrhalter bör låg tjocklek på barkkaka och låg pressvalshastighet eftersträvas, samt att körning i den barkpressen med minst slitage bör prioriteras. För vidare analys och slutsatser krävs ytterligare undersökning. / At Kvarnsveden Paper Mill, spruce is used as a raw material for mechanical pulping. Bark is a by-product and is used as a fuel for steam production. Before the bark is burnt, it needs to be dewatered to increase the effective heating value. This is done in rotating bark presses from Saalasti. The dry content of the bark after the presses varies from around 37–48 % depending on many parameters. The average dry content during the period 2018–2019 was 42 %. A rule of thumb says that every % of increased dry content on the bark means a saving of 1 MSEK per year, since less hogged fuel and coal need to be purchased. Since the dry contents of the bark presses vary widely, the aim of this study was to develop a basis for a suitable operating strategy, by examining and evaluating how different specific parameters affect the outcome of the bark pressing. This was done through extensive measurements before and after the bark pressing, on the parameters that were measurable. Results from the study show that different dry contents were obtained depending on which bark press was used and can be linked to the wear of the equipment. Furthermore, the bark bed thickness is the parameter that most clearly shows correlation with the dry content. Lack of measurement data made other results difficult to interpret. For best dry contents, low thickness of bark and low rotational speed of the press roll should be sought and operating in that bark press with least wear should be prioritized. For additional analysis and conclusions, further research is required.

En stor andel av restprodukterna från skogen används i kraft- och fjärrvärmeverk. I kraftvärmeverket i Lugnvik används skogsbränslen som grot, bark, spån och rundtimmer vilka omvandlas till värmeenergi eller elektrisk energi. I förhållande till de andra skogsbränslena är rundtimmer energieffektivt att transportera, möjligt att lagra och har högre energidensitet än övriga nämnda skogsbränslen. Dock så finns en begränsad möjlighet till torrhaltsbestämning av rundtimmer och idag görs energibedömningen på inkommande lass med hjälp av ett omräkningstal oberoende av kvalitet, trädslag eller torrhalt. Därmed finns osäkerheter kring energiinnehåll och torrhalt vid beställningar samt lagerhantering. Denna studie syftar därmed till att utveckla och precisera bedömningen av energiinnehåll i rundtimmer för att möjliggöra energieffektivare bränslehantering. En kartläggning av energivärdet i ingående rundtimmer gjordes genom bedömning av relevanta parametrar för energivärdet. Torrhaltsmätning utfördes med motorsåg med spånuppsamlare samt genom flisning och uttag ur flisad stack. Energivärden beräknades därefter med hjälp av torrhalterna. Studien kunde inte visa på rötans inverkan på energivärdet, däremot visas stor variation i energivärde mellan trädslagen gran och björk beroende på skillnad i torr-rådensitet. Torr-rådensiteten varierade också tydligt inom trädslagen. Torrhaltens variation uppgick till ca 20 % mellan lassen och har generellt en avgörande betydelse för energivärdet. Studien visar också på att motorsågsmetoden främst är representativ för mätningar över större partier och kan fungera bra för exempelvis lagerinventering. Studien belyser vidare att energiomvandling bör göras med hänsyn till tre torrhaltsklasser. Genom visuell bedömning av torrhalten matchas rådensiteten med bedömd torrhaltsklass och lassets energiinnehåll beräknas. / A large proportion of forest residues is used in district heating and combined heat and power plants (CHP). The CHP in Lugnvik, Östersund, uses wood fuels such as bark, chips and roundwood which is converted into heat or electricity. In relation to the other wood fuels, roundwood is energy efficient to transport, possible to store and has higher energy density than the other forest fuels mentioned. There is, however, limited possibilities for dry content determination of roundwood and today the energy assessment of incoming loads is made with one conversion factor regardless of quality, tree type or dry content. Thus, there is uncertainties in ordering and inventory management connected to energy content and dry content. This study aims to develop the assessment of energy content in roundwood to enable more energy efficient fuel management. An analysis of the energy value in incoming roundwood was done by assessing relevant parameters for the energy value. Dry content measurement was carried out both with a chainsaw with chip collector and by chipping and extraction from chipped stack. Dry content was then used to calculate energy values per load. The study could not show the effect of rot on the energy value, however, there is a large variation in energy value between spruce and birch due to difference in dry-raw density. The dry-raw density also clearly varied within the tree species. The dry content variation amounted to about 20% between the loads and is of general importance for the energy value. The study also shows that the chainsaw method is primarily representative of measurements across larger lots and can work well for inventory management. The study further highlights that energy conversion should be done regarding three dry content classes. By visual assessment of the dry content, the raw density is matched with the estimated dry content class and the energy content of the load is calculated. / <p>2020-06-05</p>

This thesis contributes to a development of a method for rheological characterization of microfibrillated cellulose. The intended use of the method is to be able to distinguish between different grades of microfibrillated cellulose. The method that was developed had preparation procedure of suspensions, pH, dry content and conductivity as well as measuring geometry and measuring sequence in mind. The method resulted in using a propeller mixer for sample preparation and the most suitable properties of the samples for comparison of different qualities of microfibrillated cellulose was evaluated to be pH 8 with a dry content of 2.0 wt% and a conductivity of 110 µS/cm. The rheology of the microfibrillated cellulose suspensions was examined by using a dynamic rotational rheometer and a splined bob and cup (C25G/PC25G). The complex viscosity from amplitude sweeps is used as the parameter to distinguish between different grades of 2 wt% microfibrillated cellulose suspensions. At 1.0 wt% the pH of the suspensions appeared to have a very small impact on the results from rheological measurements while an increased conductivity of the suspensions resulted in an increased complex viscosity. The dry content dependency appeared to be exponential in the range of 0.5 to 3.0 wt% and it was thus easier to distinguish between different grades of microfibrillated cellulose when the dry content is 2.0 wt% compared to 1.0 or 1.5 wt%.

Today, the focus lies on the state of the environment and how we can choose more sustainable alternatives to oil based materials. One material of interest is microfibrillated cellulose (MFC).The microfibril exhibits interesting properties, which one is its excellent barrier properties, that is expected to come in good use for the conversion to a more sustainable society. It is believed that the use of biobased barriers will increase with these new materials and MFC is showing promising results. But in order to develop the material to its full potential, it is important to investigate how MFC behaves in different situations, which can be examined with rheological measurements. The aim of the thesis is to examine how the rheological properties of suspensions containing MFC are affected by temperature and time storing and how the learning from this work can be used for influencing dispersion properties. Four samples were investigated, containing different amounts of MFC and modified waxy maize starch. The samples were analyzed with a dynamic rotational rheometer (Kinexus Pro +) with a splined cup and bob. The following steps were included in the method development used in this work: sample preparation, the repeatability, rest time and statistical analysis. An oscillatory shear and steady shear measurement was performed on the samples, and selected samples were studied with microscopy. The results show that the temperature has affected the samples. The shear viscosity of all samples decreased with increasing temperature and the samples followed the temperature dependence of Arrhenius' equation. For samples containing MFC, the structure was affected, and the initial viscosity was not recovered. The complex viscosity did also decrease at the beginning to then suggestively increase, creating a stronger network at higher temperatures. With the raised temperature the bonding between the fibrils became weaker, which in turn made the dispersion less viscous. Then, depending on the applied force, the shear viscosity and complex viscosity acted differently. To conclude, both the shear viscosity and the complex viscosity in these dispersions containing MFC are dependent on the temperature and time storing. By the learnings from this work, a method has been developed to understand how to use temperature and storing time to lower the shear viscosity and lower, or increase, the complex viscosity. / Idag ligger det ett stort fokus på miljöns tillstånd och hur vi kan välja mer hållbara alternativjämfört med oljebaserade material. Ett material av intresse är mikrofibrillerad cellulosa (MFC).Denna mikrofibrill besitter intressanta egenskaper, varav en är enastående barriäregenskaper,som förväntas komma till god användning i omställningen till ett mer hållbart samhälle. Det tros att biobaserade barriärer kommer att användas mer i dessa nya material och här visar MFC lovande resultat. Men för att kunna utveckla materialet till sin fulla potential är det viktigt att undersöka hur MFC beter sig i olika situationer, som kan undersökas genom reologiska mätningar. Syftet med arbetet är att undersöka hur de reologiska egenskaperna för suspensioner innehållande MFC påverkas av temperatur och lagringstid samt hur lärdomen från det här arbetet kan användas för att påverka dispersionsegenskaper. Fyra prover undersöktes,innehållande olika mängd MFC och modifierad majsstärkelse. Proverna analyserades med en dynamisk rotations reometer (Kinexus Pro +) med räfflad kopp och bob. Följande steg ingick i metodutvecklingen som användes i detta arbete: provberedning, repeterbarhet, vilotid och statistisk analys. En oscillerande skjuvning och jämn skjuvmätning utfördes på de olika proverna samt att utvalda prover studerades med mikroskopi. Resultatet visade att temperaturen hade påverkat proverna. Skjuvviskositeten för alla prover minskade med en ökande temperatur och proverna följde temperaturberoendet av Arrhenius ekvation. För prover innehållande MFC påverkades strukturen och startviskositeten återficks inte. Den komplexa viskositeten minskade också till en början för att sedan suggestivt öka, vilket skapade ett starkare nätverk vid högre temperaturer. Med en högre temperatur blev bindningarna mellan fibrillerna svagare, vilket bidrog att dispersionerna blev mindre viskösa. Beroende på den applicerade kraften, verkade skjuvviskositeten och den komplexa viskositeten olika. Slutsatsen var att både skjuvviskositeten och den komplexa viskositeten i dessa prover innehållande MFC beroende av temperaturen och lagringstid. Från lärdomen av arbetet har en metod tagits fram för att kunna använda temperatur och lagringstid för att sänka skjuvviskositeten och sänka, eller öka, den komplexa viskositeten.

Vid betongframställning förekommer det spridningar i delmaterialens egenskaper som påverkar den färskaoch hårdnande betongen. Spridningarna i betongens delmaterial har studerats hos tre av Skanskas betongfabriker(Göteborg, Luleå och Norrköping), genom provuttag som analyserats hos Cementa Research.Provuttag har gjorts en gång per månad under ett års tid från fabrikerna. Delmaterialen som har analyseratsär ballast, cement, flytmedel och kalkfiller (endast hos Göteborg och Norrköping). Siktning av ballast0-8 mm har utförts med den traditionella siktningen. För kornstorlekar mindre än 0,25 mm, cement samtkalkfiller har lasersiktning använts.För att få en överskådlig bild över spridningarna hos delmaterialen har en analys utförts som illusteraravvikelserna med exakta siffror. Analysen har visat att den traditionella siktingen har mindre spridningjämfört med lasersiktning. Dessutom visar analysen att sättmåttet har större spridning jämfört med hållfastheten.För ballast 0-8 mm har minst spridning visats hos Luleå och störst hos Norrköping, däremot så har Luleåvisat störst spridning i ballast &lt; 0,25 mm, cement, kalkfiller flytmedel och hållfasthet samtidigt som Göteborgvisat minst spridning i dessa och istället störst spridning i sättmått.För att få en överskådlig bild över vilka egenskapsförändringar som förväntas i betongen om respektivedelmaterial förändrats åt något håll har deskriptiv analys tillämpats parallellt med teoretisk analys. Dendeskriptiva analysen har avgränsats genom att undersöka hur förändringar i delmaterialen ballast, cement,kalkfiller och flytmedel påverkar sättmåttet och hållfastheten.Resultaten från den deskriptiva analysen har visat att en utökad mängd grövre ballast 0-8 mm ger upphovtill större sättmått och en utökad mängd finare ballast 0-8 mm ger högre hållfasthet för majoriteten avproverna. För ballast 0-8 mm &lt; 0,25 mm har analysen visat att finare ballast &lt; 0,25 mm ger upphov tillstörre sättmått. Hos Göteborg visar dessutom majoriteten av proverna högre hållfasthet för finare ballast&lt; 0,25 mm.Prover från Göteborg har visat att grövre kalkfiller ger högre hållfasthet. Hos Norrköping visar dessutommajoriteten av proverna större sättmått för finare kalkfiller och högre hållfasthet för grövre kalkfiller.För cementet har analysen visat att majoriteten av proverna hos Luleå har gett upphov till större sättmåttför finare cement och högre hållfasthet för grövre cement. Hos Norrköping har analysen visat sammagällande hållfasthet, däremot tvärtom för sättmåttet, d.v.s. grövre cement har gett upphov till större sättmått.För flytmedel har majoriteten av proverna hos Luleå visat att högre torrhalt gett upphov till större sättmåttoch lägre torrhalt resulterat till högre hållfasthet. / During concrete production, property variations of the constituents occur that affect the fresh and hardenedconcrete. The variation in the constituents has been studied at three of Skanska’s concrete plants(Gothenburg, Luleå and Norrköping) through the samples analyzed at Cementa Research. Sampling atthese factories took place once per month over a one year period. The constituents that have been analyzedare aggregates, cement, superplasticizers and limestone filler (only in Gothenburg and Norrköping).Sieving of aggregates 0-8 mm has been conducted with traditional sieving. For grain sizes smaller than0.25 mm, cement and limestone filler laser sieving has been used.To get a clear picture of the variations in the constituents an analysis was performed that illustrated theexact figures of the discrepancies. Analyses show that the traditional sieving has less variation compared tolaser sighting. Moreover, the analysis shows that the slump has larger variations than the compressivestrength.Luleå showed the least variation for aggregates 0-8 mm while the largest variation was apparent at Norrkoping.However, Luleå has shown the largest variation in aggregates &lt; 0.25 mm, cement, limestone filler,superplasticizers and compressive strength. Gothenburg on the other hand showed least variationamongst these while showing the largest variation in the slump.To better understand the property changes that are expected in the concrete of the respective the constituentsin either direction, both descriptive and theoretical analysis are applied simultaneously. The descriptiveanalysis has been limited to explore how changes in aggregates, cement, limestone fillers andsuperplasticizers affect the slump and compressive strength.The results of the descriptive analysis has shown that an increased amount of coarse aggregates 0-8 mmgives rise to larger slump and an increased amount of finer aggregates 0-8 mm gives greater compressivestrength to the majority of the samples. For aggregates 0-8 mm &lt; 0.25 mm analysis has shown that fineraggregates &lt; 0.25 mm give rise to greater slump. Analysis in Gothenburg also shows that the majority ofthe samples have higher compressive strength for the finer aggregates &lt; 0.25 mm.Samples from Gothenburg have shown that coarser limestone filler provides higher compressive strength.Majority of the samples at Norrköping show greater slump for fine limestone filler and higher compressivestrength for coarse limestone filler.Analyses of cement have shown that the majority of the samples in Luleå have given rise to greater slumpfor finer cements and higher compressive strength for coarser cement. In Norrköping, the analysisdemonstrated the same compressive strength, however, to the contrary coarse cement has given rise togreater slump.Analysis of superplasticizers in Luleå show that the majority of the samples at higher dry content resultedin greater slump and at lower dry content resulted in higher compressive strength.