Novel applications of peracetic acid as a biocide in the pulp and paper industry

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Granström, Tom, Dr., St1 Biofuels Oy, Finland
dc.contributor.author Maunuksela, Jyri
dc.date.accessioned 2017-02-16T10:00:34Z
dc.date.available 2017-02-16T10:00:34Z
dc.date.issued 2016
dc.identifier.isbn 978-952-60-6691-2 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-6688-2 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/24601
dc.description.abstract Environmentally toxic chemicals have traditionally been utilized for preventing microbiological contamination in industrial water circulations. In recent years the search for novel solutions to replace the most toxic chemicals has gained momentum. Peracetic acid technology has been applied in industries ranging from food to pulp and paper. Peracetic acid has strong oxidizing and biocide properties. Therefore, it was hypothesized and experimentally verified that peracetic acid could be utilized as a disinfectant in the paper industry. Repeated doses from 10 to 20 mg/l of peracetic acid that would remain sub-lethal for numerous microorganisms were successfully applied to destroy the biofilm structure and prevent the growth of microorganisms in water circuits. The effectiveness of the applied technique was confirmed based on the literature, and in a series of laboratory and full-scale industrial studies, 12 % peracetic was shown to be the most suitable for disinfection in paper mill targets. The results further facilitated the work for developing completely closed water circuits of paper mills. The decomposition properties of peracetic acid were also studied, indicating that no active chemical remains 30 minutes after dosing. It was demonstrated for the first time that the use of chlorine in industrial untreated fresh raw water can be replaced by peracetic acid in the pulp and paper industry. Peracetic acid decreased the count of microorganisms and had no adverse effects on auxiliary chemicals such as pigments, clays or starch, which have been utilized as binding chemicals in papermaking. In deinking plants, peracetic acid and hydrogen peroxide were studied for inhibition of the activity of the enzyme catalase. Peracetic acid is also crucial in limiting pathogenic bacteria and spores in food-contact paper or packaging. The results presented in this dissertation indicate that the activity of catalase enzyme can be controlled by using peracetic acid solution as a biofilm destroying biocide, rather than by direct disinfection. Understanding the behavior of peracetic acid in the environment of catalase activity supported understanding of its effects in paper machines. Concern about toxic residues that might disturb the wastewater treatment plant led to an investigation of peracetic acid reactions in wastewater. It was observed that wastewater treatment plants suffering from sludge bulking were befitted from peracetic acid oxidation within one week of the dosing scheme. The results presented indicated that 100 mg/l of peracetic acid is an environmentally acceptable solution for sludge bulking problems. Another wastewater-based innovation was odor control with peracetic acid. The corrosive and oxidizing properties of the chemical can be controlled with appropriate maintenance and suitable materials. en
dc.description.abstract Ympäristölle myrkyllisiä kemikaaleja on käytetty estämään mikrobiologista saastumista teollisissa vesikierroissa. Viime vuosina on kuitenkin pyritty etsimään uusia ratkaisuja myrkyllisimpien kemikaalien tilalle. Peretikkahappoa on käytetty laajasti elintarvike- sellu- ja paperiteollisuudessa. Peretikkahappo on vahva ja hapettava biosidi, mutta tässä työssä todistettiin kokeellisesti, että peretikkahappoa voidaan turvallisesti käyttää paperiteollisuuden desinfiointiaineena.Peretikkahappo torjuu toistuvina annoksina (10 - 20 mg/l) subletaalisesti monia mikro-organismeja poistamalla biofilmiä ja estämällä mikro-organismien kasvua. Käytetyn menetelmän toimivuus vahvistettiin perustuen kirjallisuuteen, laboratoriokokeisiin ja teollisuuskoeajoihin. Voimakkuudeltaan 12 %:n peretikkahapon tasapainoliuoksen osoitettiin olevan sopiva moniin paperitehtaan desinfiointisovelluksiin ja tulokset helpottavat suljetun paperitehtaan kehittämistä. Peretikkahapon hajoamisominaisuuksien tutkiminen osoitti, että kemikaalia ei ole jäljellä 30 minuutin päästä annostelun lopettamisesta.Tässä työssä osoitettiin ensimmäistä kertaa, että kloorin käyttö voidaan korvata peretikkahapolla raakaveden desinfioinnissa. Peretikkahappo vähensi saven, pigmenttien ja tärkin mikro-organismeja ja sillä ei ollut haitallista vaikutusta niiden ominaisuuksiin. Siistauslaitoksilla peretikkahappoa ja vetyperoksidia kokeiltiin katalaasiaktiivisuuden vähentämiseksi. Peretikkahappo pystyi poistamaan patogeeniset bakteerit ja itiöt elintarvikepaperin ja -pahvin valmistuksessa. Tutkimus osoitti, että katalaasiaktiivisuutta voidaan hallita käyttämällä peretikkahappoa. Katalaasiaktiivisuuden hillitseminen auttoi peretikkahapon desinfiointikäyttöä paperikoneilla.Mahdolliset jätevesilaitoksen peretikkahappojäämät johtivat jätevesi-tutkimuksiin. Jätevedenpuhdistamot kärsivät paisuntalietteestä, jota voitiin torjua peretikkahapolla. Tulokset osoittivat, että 100 mg/l peretikkahappoa on ympäristön kannalta hyväksyttävä ratkaisu paisuntalietteen torjuntaan. Toinen uusi innovaatio oli käyttää peraetikkahappoa jätevesiympäristössä hajujen torjuntaan. Kemikaalin hapettavat ja korrodoivat ominaisuudet eivät ole ongelma prosessissa, jos käytetään oikeita materiaaleja ja annosteluja. fi
dc.format.extent 271
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 42/2016
dc.subject.other Biotechnology en
dc.subject.other Chemistry en
dc.title Novel applications of peracetic acid as a biocide in the pulp and paper industry en
dc.title Peretikkahapon uusia biosidisiä sovelluksia paperi- ja massateollisuudessa fi
dc.type G4 Monografiaväitöskirja fi
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Chemical Technology en
dc.contributor.department Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Biotechnology and Chemical Technology en
dc.subject.keyword APT en
dc.subject.keyword bacteria en
dc.subject.keyword biofilm en
dc.subject.keyword biocide en
dc.subject.keyword bulking en
dc.subject.keyword catalase en
dc.subject.keyword chemical en
dc.subject.keyword cooling water en
dc.subject.keyword disinfectant en
dc.subject.keyword environmental en
dc.subject.keyword hydrogen peroxide en
dc.subject.keyword micro-organism en
dc.subject.keyword odor en
dc.subject.keyword oxidation en
dc.subject.keyword paper machine en
dc.subject.keyword peracetic acid en
dc.subject.keyword sanitation en
dc.subject.keyword slime en
dc.subject.keyword sludge en
dc.subject.keyword debulking en
dc.subject.keyword wastewater en
dc.subject.keyword bakteerit fi
dc.subject.keyword biofilmi fi
dc.subject.keyword biosidi fi
dc.subject.keyword paisunta fi
dc.subject.keyword katalaasi fi
dc.subject.keyword kemikaali fi
dc.subject.keyword jäähdytysvesi fi
dc.subject.keyword desinfiointi fi
dc.subject.keyword ympäristö fi
dc.subject.keyword vetyperoksidi fi
dc.subject.keyword mikro-organismi fi
dc.subject.keyword mikrobiologia fi
dc.subject.keyword haju fi
dc.subject.keyword hapetus fi
dc.subject.keyword paperikone fi
dc.subject.keyword peretikkahappo fi
dc.subject.keyword sanitatointi fi
dc.subject.keyword lima fi
dc.subject.keyword liete fi
dc.subject.keyword paisuntalietteen torjunta fi
dc.subject.keyword jätevesi fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-6691-2
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (monograph) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (monografia) fi
dc.contributor.supervisor Ojamo, Heikki, Prof., Aalto University, Department of Biotechnology and Chemical Technology, Finland
dc.opn Wirtanen, Gun, Assoc. Prof., Technical University of Denmark, National Food Institute, Denmark
dc.contributor.lab Laboratory of Biochemistry and Microbiology en
dc.rev Maukonen, Johanna, Dr., VTT Technical Research Centre of Finland Ltd., Finland
dc.rev Tanskanen, Juha, Prof., University of Oulu, Finland
dc.rev Stams, Aftons J.M., Prof., Wageningen University, Netherlands
dc.date.defence 2016-04-22


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account