Comparison of sustainability of technologies for water desalination

The aim of this work is to perform an in-depth overview on the sustainability of several major commercialized technologies for water desalination and to identify the challenges and propose suggestions for the development of water desalination technologies. The overview of those technologies mainly focuses on the sustainability from the viewpoint of total capital investment, total product cost, energy consumption and global warming index. Additionally, a systematic sustainability assessment methodology has been introduced to validate the assessment process. Conclusions are:1) Reverse osmosis desalination (RO) plants are better than multi-stage flash distillation (MSF) desalination plants and multiple-effect distillation (MED) desalination plants from the viewpoint of energy consumption, global warming index and total production cost; 2)Though energy intensive, MSF plants and MED plants secure their advantages over RO plants by lower total capital investment, wider applicability and purer water desalted and they are still likely to flourish in energy-rich area;3) Water production stage and wastewater disposal stage are the two stages during which most pollutant gases are emitted. The water production stage alone contributes approximately 80~90% of the total pollutant gases emission during its life cycle; 4)The total capital cost per m3 desalted water decreases remarkably with the increasing of plant capacity. The differences between the capital cost per m3 desalted water of RO and other desalination plants will decrease as the capacity increases; 5) It is found that utilities costs serve as the major part of the total product cost, and they account for 91.16%, 85.55% and 71.26% of the total product cost for MSF, MED and RO plants, respectively; 6) The absolute superiority of given technology depends on the actual social-economic situation (energy prices, social policies, technology advancements).

Siiderin ja long drink -juomien sekoitusprosessin kehittäminen

Diplomityössä perehdytään Hartwall Lahden tuotantolaitoksen juomanvalmistuksen osaston siiderin ja long drink –juomien valmistusprosessin kehittämiseen. Diplomityön tavoitteena oli löytää prosessin ongelma- ja poikkeamakohtia, tutkia mahdollisia hävikkikohteita ja suorittaa laadun osalta ajoseurantamittauksia. Ongelmakohtien pohjalta laadittiin parannusehdotuksia ja niitä toteutettiin jo tämän projektin aikana. Ongelma- ja poikkeamakohtia tutkittiin ajoprosessin aikana. Hävikkitutkimus kohdennettiin aromiliuoksen annostelulinjaan, nestesokerin an-nostelulinjaan ja tuotteiden alku- ja lopputyönnöille painetankkeihin. Painetankkien osalta mahdollisia hävikkikohteita tutkittiin kokeellisen toiminnan avulla ajo-prosessin aikana. Ajoprosessin käynnistyksen jälkeen selvitettiin milloin valmis tuote on painetankkien venttiilimatriisilla. Uudet parametrit alku- ja lopputyönnöille määritettiin tuoteputken, painetankkien pohjaputkien ja venttiilimatriisin tilavuuksien avulla. Hävikkitutkimuksen tuloksena saatiin pienennettyä hävikkiä ja näin ollen syntyi kustannussäästöjä. Hiilidioksidin sitoutuvuutta tutkittiin mittauksien avulla valmistusprosessin aikana. Mittauksien perusteella havaittiin, että hiilidioksidipitoisuus laskee painetankissa. Tämä johtuu valmiin tuotteen lämpötilamuutoksista. Tuotteen lämpötilaa voidaan tasata esimerkiksi levylämmönvaihtimen avulla.

Tuotetietoprosessin kehittäminen päivittäistavarakaupan toimitusketjussa

Diplomityö toteutettiin Yritys X:n toimeksiantona. Työ sai alkunsa Yritys X:n tarpeesta kehittää yrityksen ja sen asiakasomistajien yhteistä tuotetietoprosessia. Tavoitteena oli saada kuvaus tuotetietoprosessin nykytilasta sekä sen pohjalta luoda kehitysehdotukset, joilla prosessia voitaisiin tehostaa. Työssä käytettiin kvalitatiivista eli laadullista tutkimusmenetelmää. Tietoa tuotetietoprosessin nykytilasta etsittiin pääsääntöisesti lukuisten Yritys X:n ja sen asiakasomistajien henkilöstön haastattelujen avulla. Lisäksi työtä tehdessä tutustuttiin laajasti toimitusketjuyhteistyöstä, tiedon läpinäkyvyyden merkityksestä, tiedonhallinnasta ja tuotetietoprosessista kertovaan kirjallisuuteen. Työn tuloksena saatiin kuvaus siitä, miten Yritys X ja sen asiakasomistajat käsittelevät tuotetietoja sekä mitkä ovat tuotetietoprosessin suurimmat haasteet. Tämän pohjalta luotiin kehitysehdotukset, joilla prosessia voitaisiin tehostaa. Tuotetietoprosessin suurimpana haasteena nähtiin olevan se, että koko ryhmittymän yhteistä etua ei ole huomioitu prosessia luodessa sekä se, että prosessissa tehdään päällekkäistä ja manuaalista työtä, joka olisi mahdollista välttää tiedon jakamisen ja sähköisen tiedonsiirron avulla. Tärkeimmiksi kehitysehdotuksiksi muodostui tuotetietoprosessin tarkastelu ja kehittäminen jatkossa kokonaisuutena, yhteistyön ja tiedon jakamisen lisääminen, Yritys X:ltä saatavien tuotetietojen laajempi hyödyntäminen asiakasomistajilla, sähköisen tiedonsiirron merkittävä lisääminen sekä yhtenäisen tuotetietojen laadunhallintajärjestelmän luominen ja sitä myötä tuotetietoprosessin ja sen tehokkuuden mittaaminen.

Hisseissä käytettävän kulmakorin tuotekehitys ja tuotteistaminen

Diplomityö käsittelee hisseissä erikoistapauksessa käytettävän kulmakorin suunnittelua ja tuotteistamista. Työ suoritetaan KONE Oyj:lle. Diplomityössä luotiin kulmakorille modulaarinen tuotearkkitehtuuri ja määritettiin korin toimitusprosessi. Työn tavoitteena oli saavuttaa 48,12% asiakkaiden mahdollisista vaatimuksista ja vähentää suunnitteluun kuluvaa aikaa aikaisemmasta 24 tunnista neljään tuntiin. Työn tavoite saavutettiin kokeneen tapauskohtaisten kulmakorien suunnittelijan kommenttien perusteella. 48,12% asiakasvaatimuksista sisällytettiin tuotemalliin konfigurointimahdollisuuksina. Työn alussa on esitelty tuotesuunnittelua, laadun hallintaa, parametrista mallinnusta, massakustomointia ja tuotetiedon hallintaa. Sen jälkeen on käsitelty kulmakorin tuotteistamisen kannalta kaikki tärkeimmät muuttujat. Tämän jälkeen kulmakorin tuotemalli suunnitellaan ja mallinnetaan systemaattisesti ylhäältä-alas –mallinnustapaa käyttäen ja luodaan osille ja kokoonpanoille valmistuskuvat. Päätyökaluna työssä käytettiin Pro/ENGINEER-ohjelmistoa. Tällä mallinnettiin parametrinen tuotemalli ja rakenteiden lujuustarkastelussa käytettiin ohjelmistoa Ansys. Työn tavoite saavutettiin analysoimalla massakustomoinnin perusteiden olennaisimmat osat ja seuraamalla analyyttistä ja systemaattista tuotekehitysprosessia. Laatua painottaen tuotearkkitehtuuri validoitiin suorittamalla rajoitettu tuotanto, joka sisälsi kolme tuotemallilla konfiguroitua kulmakoria. Yksi koreista testikasattiin Hyvinkään tehtaalla.

Tuotannon laadun vaikutus tuotteen kannattavuuteen ja laatuun – tapaustutkimus elektroniikkateollisuudesta

Tuotetakuusta aiheutuvat kustannukset ovat osa liiketoiminnan kulurakennetta, jolloin ne myös vaikuttavat liiketoiminnan kannattavuuteen. Takuukustannukset muodostuvat tuotteiden puutteellisesta laadusta, luotettavuudesta tai yleisesti tuotteiden kykenemättömyydestä saavuttaa niille asetettuja vaatimuksia. Tällöin takuukustannusten analyysissä poraudutaan tuotteiden ongelmien perimmäisiin syihin takuuliitännäisen datan avulla, pyrkimyksenä tarjota informaatiota todellisista tuotteiden ongelmien syistä. Tässä tutkimuksessa selvitetään tuotannon laadun vaikutusta tuotteen kannattavuuteen ja laatuun elektroniikkateollisuudessa. Tutkimus toteutettiin kvantitatiivisena tutkimuksena, jonka aineisto koostettiin elektroniikkateollisuudessa toimivan yrityksen keskitetystä tietovarastosta hyödyntämällä tietokantakyselyjä. Aineisto koostuu yhteensä 218493:sta kappaleesta tietyn tuotemallin tuotetta, jotka ovat valmistettu yhdessä tuotantolaitoksessa. Tutkimustulosten perusteella voidaan todeta tuotannon laadun vaikuttavan tuotteiden laatuun ja kannattavuuteen.

Laserhitsattavan tuotteen suunnittelu

Tässä työssä tarkastellaan laserhitsattavan tuotteen suunnittelua ja sen tuotekehitykseen liittyviä tekijöitä. Tuotteen suunnittelua käsitellään valmistuksellisesta näkökulmasta, eli siitä, kuinka tuotteen suunnittelussa voidaan ottaa huomioon tuotteen valmistus- ja kokoonpanoystävällisyys. Laserhitsattavan tuotteen suunnittelua käsitellään myös tuotteen ominaisuuksien kannalta, eli kuinka lopullisesta tuotteesta saadaan mahdollisimman laadukas ja kilpailukykyinen. Suomen kaarihitsausosaaminen on kansainvälisesti korkealuokkaista, mutta laserhitsaus eroaa perinteisistä kaarihitsausprosesseista paljon. Kun laserilla hitsattavaa tuotetta suunnitellaan, ovat menetelmäkohtaiset suunnittelusäännöt erilaiset kuin kaarihitsauksessa. Laserhitsaus vaatii teknisesti pajalta enemmän, mutta se myös avaa uusia ovia tuotesuunnittelulle ja mahdollistaa tuotteita, jotka olisivat perinteisillä menetelmillä hankalia tai mahdottomia valmistaa. Oikein käyttöönotettuna laserhitsauksella voidaan päästä matalampiin valmistuskustannuksiin. Kustannustehokkaaseen tuotantoon päästäkseen täytyy kuitenkin ymmärtää tuotteen kustannusrakenne. Työn lopussa tarkastellaan ja vertaillaan perinteisen ja laserhitsatun tuotteen kustannuksia ja kustannusrakennetta.

Sauna-alan yrityksen kasvun mahdollisuudet

Yritys voi kasvattaa liiketoimintaansa joko nykyisillä tai uusilla tuotteilla nykyisillä tai uusilla markkinoilla. Kasvua voidaan hakea joko sisäisellä kehittämisellä, yritysostoin tai strategisin sopimusjärjestelyin. Kasvun suunnan valitseminen vaatii tuotteiden ja tuoteryhmien markkinoiden tutkimista, jotta yritys löytää markkinoiltaan houkuttelevimmat tuotteet. Tutkimuksessa kartoitetaan valittujen nykyisten ja uusien tuotteiden markkinoiden houkuttelevuutta. Houkuttelevuuteen vaikuttaa eritoten alan kilpailutilanne ja markkinakysyntä. Kilpailua kartoitettaessa on tutkittu tuotteiden tai tuoteryhmien kilpailijoita, korvaavia tuotteita ja niiden toimittajia, jakelukanavia, uusien alalle tulijoiden uhkaa sekä asiakkaiden ostomotiiveja. Markkinakysyntää ja sen kehitystä on tutkittu nykyisten toimittajien liikevaihtojen, haastatteluiden ja epämuodollisten keskusteluiden kautta. Diplomityössä on esitelty tehty tutkimus ja tutkimuksella kerätty tieto kunkin tuoteryhmän kohdalla. Työn lopussa on tehty analyysit valittujen tuotteiden markkinoista ja niiden houkuttelevuudesta työn teettäneen yrityksen näkökulmasta. Tämän jälkeen on esitetty suositellut toimet yritykselle, mikäli se päättää kartoitettujen tuotteiden olevan sen tulevaisuuden kasvun suunta.

Pursuit of change versus organizational inertia: a study on strategic renewal in the Finnish broadcasting company

This doctoral dissertation explores the intra-organizational dynamics of a strategic renewal process. The main research question is how the pursuit of change and organizational inertia co-exist, intertwine, and collide in organizational cognition and capabilities during the strategic renewal. It is a comprehensive study on how organizational capabilities, organizational cognition, and structure enhance and inhibit change. Theoretically, the study is positioned in the modern tradition of strategy research, using the dynamic capability view and the organizational and managerial cognition research tradition as the main theoretical frames. Empirically, the study is a longitudinal case study of the Finnish Broadcasting Company (Yle), following the organizational changes during the years of 2011-1014. The analysis is based on both quantitative and qualitative data, which was collected during the research process using surveys, interviews, and archives. The main theoretical contribution is the application of the two theoretical approaches in one study. Empirically, the study contributes to operationalization of the concepts related to the dynamic capability view and organizational cognition, in a media context that is going through drastic changes due to digitalization. Furthermore, the case of a public broadcasting company extends the application of the theoretical concepts to the context of public management. The results suggest that renewal is a complex process, in which an organization’s perceptions intertwine with the strategic actions and decision-making. The change evolves pathdependently: the past experiences, routines, and organizational structures tend to dictate the future visions, desires, and actions. The study also reveals how the public nature of an organization adds to the tensions between change and organizational inertia, and hampers the decision-making. The doctoral dissertation consists of six research papers, each of which explores the phenomenon under study from a different perspective.

Value of Information Logistics Integration in Digital Business Ecosystem

Digital business ecosystems (DBE) are becoming an increasingly popular concept for modelling and building distributed systems in heterogeneous, decentralized and open environments. Information- and communication technology (ICT) enabled business solutions have created an opportunity for automated business relations and transactions. The deployment of ICT in business-to-business (B2B) integration seeks to improve competitiveness by establishing real-time information and offering better information visibility to business ecosystem actors. The products, components and raw material flows in supply chains are traditionally studied in logistics research. In this study, we expand the research to cover the processes parallel to the service and information flows as information logistics integration. In this thesis, we show how better integration and automation of information flows enhance the speed of processes and, thus, provide cost savings and other benefits for organizations. Investments in DBE are intended to add value through business automation and are key decisions in building up information logistics integration. Business solutions that build on automation are important sources of value in networks that promote and support business relations and transactions. Value is created through improved productivity and effectiveness when new, more efficient collaboration methods are discovered and integrated into DBE. Organizations, business networks and collaborations, even with competitors, form DBE in which information logistics integration has a significant role as a value driver. However, traditional economic and computing theories do not focus on digital business ecosystems as a separate form of organization, and they do not provide conceptual frameworks that can be used to explore digital business ecosystems as value drivers—combined internal management and external coordination mechanisms for information logistics integration are not the current practice of a company’s strategic process. In this thesis, we have developed and tested a framework to explore the digital business ecosystems developed and a coordination model for digital business ecosystem integration; moreover, we have analysed the value of information logistics integration. The research is based on a case study and on mixed methods, in which we use the Delphi method and Internetbased tools for idea generation and development. We conducted many interviews with key experts, which we recoded, transcribed and coded to find success factors. Qualitative analyses were based on a Monte Carlo simulation, which sought cost savings, and Real Option Valuation, which sought an optimal investment program for the ecosystem level. This study provides valuable knowledge regarding information logistics integration by utilizing a suitable business process information model for collaboration. An information model is based on the business process scenarios and on detailed transactions for the mapping and automation of product, service and information flows. The research results illustrate the current cap of understanding information logistics integration in a digital business ecosystem. Based on success factors, we were able to illustrate how specific coordination mechanisms related to network management and orchestration could be designed. We also pointed out the potential of information logistics integration in value creation. With the help of global standardization experts, we utilized the design of the core information model for B2B integration. We built this quantitative analysis by using the Monte Carlo-based simulation model and the Real Option Value model. This research covers relevant new research disciplines, such as information logistics integration and digital business ecosystems, in which the current literature needs to be improved. This research was executed by high-level experts and managers responsible for global business network B2B integration. However, the research was dominated by one industry domain, and therefore a more comprehensive exploration should be undertaken to cover a larger population of business sectors. Based on this research, the new quantitative survey could provide new possibilities to examine information logistics integration in digital business ecosystems. The value activities indicate that further studies should continue, especially with regard to the collaboration issues on integration, focusing on a user-centric approach. We should better understand how real-time information supports customer value creation by imbedding the information into the lifetime value of products and services. The aim of this research was to build competitive advantage through B2B integration to support a real-time economy. For practitioners, this research created several tools and concepts to improve value activities, information logistics integration design and management and orchestration models. Based on the results, the companies were able to better understand the formulation of the digital business ecosystem and the importance of joint efforts in collaboration. However, the challenge of incorporating this new knowledge into strategic processes in a multi-stakeholder environment remains. This challenge has been noted, and new projects have been established in pursuit of a real-time economy.

Tuoteportfolion hallinnointiprosessin erityispiirteet lääketeollisuusyrityksessä – tapaustutkimus

Tämän pro gradu -tutkielman tarkoituksena oli selvittää, miten lääketeollisuusyritys toteuttaa tuoteportfolioidensa hallinnointia ja miten tämän caseyrityksen portfolioprosessi vastaa kirjallisuuden näkemystä tuoteportfolion hallinnoinnista. Tutkimusongelmaa lähestyttiin tapaustutkimuksella caseyrityksen portfolioprosessista, ja tätä prosessia verrattiin kirjallisuuden näkemykseen aiheesta. Empiiristä aineistoa kerättiin pääosin teema- ja lomakehaastatteluilla caseyrityksen projektin avainhenkilöiltä. Tutkimuksessa havaittiin portfolioprosessin olevan vaiheittainen toimintamalli, jonka tavoitteena on hankkia mahdollisimman kannattava tuotevalikoima. Caseyrityksen portfolioprosessi vastasi pääosin aiheen teorian kuvaamaa mallia, mutta prosessia ja etenkin karsintakriteereitä monipuolistamalla voidaan tulevaisuudessa saavuttaa parempia tuloksia. Lääketeollisuudella toimialana on tiettyjä ominaispiirteitä, mutta nämä eivät suoraan näy varsinaisessa portfolioprosessissa. Kuitenkin esimerkiksi erityyppisten liiketoimintayksiköiden tarpeet olisi syytä huomioida tuoteportfolion hallinnointiprosessissa.

Teollisuuspuhaltimille tarkoitetun suunnittelujärjestelmän kehittäminen

Diplomityön tavoitteena oli kehittää Dust Control Systems Oy:n nykyistä suunnittelujärjestelmää yrityksen toiminnan laadun ja suunnittelun tehokkuuden parantamiseksi. Suunnittelun suurin pullonkaula on valmistusdokumenttien tuottaminen, joten keskeinen tehtävä oli dokumenttien laadun parantaminen ja tuottamisen nopeuttaminen. Lisäksi tärkeää oli selkeyttää nykyistä nimikkeiden hallintaa ja ylläpitoa. Kehitystyö keskittyi suurelta osin suunnittelujärjestelmän ohjelmistoympäristön päivittämiseen ja sen muokkaamiseen. Teoriaosuudessa käsiteltiin nykyaikaista suunnittelua ja sen kehittämismahdollisuuksia. Lisäksi tarkasteltiin suunnittelun automatisoinnin tuomia hyötyjä sekä erilaisia tuotannon tehostamismenetelmiä. Kehitysosiossa tutkittiin yrityksen nykyistä suunnittelujärjestelmää ja ohjelmistoympäristöä, tuotteiden asettamia vaatimuksia sekä järjestelmän puutteita. Näihin liittyi suuresti yhteistyö henkilöstön sekä ohjelmistotoimittajan kanssa. Tutkimuksen perusteella ryhdyttiin kehittämään uutta järjestelmäkokonaisuutta, johon liitettiin tarvittavia ohjelmistoja ja päivityksiä. Käyttöönottoa varten ohjelmistot konfiguroitiin yrityksen tarpeita vastaaviksi. Työn tuloksena saatiin kehittyneempi ja nykyaikaisempi suunnittelujärjestelmä ja ohjelmistoympäristö. Suunnittelijoiden työtaakkaa saadaan kevennettyä toistuvien työvaiheiden pidemmälle viedyllä automatisoinnilla. Uudistettu ohjelmistoympäristö luo osaltaan ehtoja ja sääntöjä, jotta virheitä syntyy yhä vähemmän. Lisäksi suunnittelun läpimenoaikaa saadaan lyhennettyä parannetulla dokumenttien tuottamisella.

Kustannusten mallintaminen eristettyjen putkien suunnittelussa

Tämän työn tavoitteena oli rakentaa investointi- ja kustannusmalli yritykselle, jonka avulla voidaan arvioida uusien tuotteiden kustannuksia sekä niihin liittyvien laiteinvestointien kustannuksia. Kustannusmalli on rakennettu Microsoft Excel – ohjelman avulla. Mallin tavoitteena oli saada tarkempaa kustannustietoa uusista suunnitelluista putkista sekä niiden lämmöneristävyydestä. Aiemmin tällaista mallia ei ole ollut käytössä yrityksen tuotekehityksessä vaan siellä on laskettu kustannuksia aina tapauskohtaisesti, jolloin laskentoihin on kulutettu enemmän aikaa. Työssä hyödynnetään kustannuslaskennan ja investoinnin teorioita kustannusmallin rakentamiseen. Työn empiirisessä osiossa käydään läpi, kuinka kustannusmalli on rakennettu ja minkälaisia ominaisuuksia kustannusmalli sisältää. Empiirisessä osiossa myös testataan kyseisen mallin toimivuutta, jossa lasketaan kustannukset yhdelle suunnitellulle tuoteryhmälle. Tuloksena tässä työssä saatiin rakennettua toimiva kustannusmalli, jonka ominaisuutena on yksinkertaisuus ja datan helppo muokattavuus. Kustannusmallia voidaan käyttää aina uudelleen ja se voidaan myös laajentaa koskemaan useampia tuoteryhmiä.

Balancing the quotation process by LEAN methods

This thesis studies the possibility to use lean tools and methods in a quotation process which is carried out in an office environment. The aim of the study was to find out and test the relevant lean tools and methods which can help to balance and standardize the quotation process, and reduce the variance in quotation lead times and in quality. Seminal works, researches and guide books related to the topic were used as the basis for the theory development. Based on the literature review and the case company’s own lean experience, the applicable lean tools and methods were selected to be tested by a sales support team. Leveling production, by product categorization and value stream mapping, was a key method to be used to balance the quotation process. 5S method was started concurrently for standardizing the work. Results of the testing period showed that lean tools and methods are applicable in office process and selected tools and methods helped to balance and standardize the quotation process. Case company’s sales support team decided to implement new lean based quotation process model.

3D-tulostustekniikan hyödyntäminen diagnostisten pikatestien tuotekehityksessä

Pikamallinnustekniikat ovat kehittyneet viime vuosina nopeasti. Tämä antaa jo lähes rajat-tomat mahdollisuudet tuottaa 3D-tulostamalla erilaisia tuotteita. 3D-tulostuksen hyödyntä-minen on yleistynyt erityisesti teollisuuden ja teknologian aloilla. Tässä työssä tutkittiin miten 3D-tulostamista voidaan hyödyntää diagnostisten pikatestien tuotekehityksessä. Immunologinen lateral flow-testi on vasta-aineisiin perustuva, nopea ja helppokäyttöinen mittausmenetelmä pienten ainemäärien havaitsemiseen. Tässä työssä kehitettiin lateral flow-testikotelo, jonka suunnitteluun ja rakenteen mallintamiseen käytettiin 3D-tulostustekniikkaa. Testikotelon toimivuus lateral flow- testissä varmistettiin kehittämällä testikoteloon sopiva pikatesti, jonka suorituskykyä analysoitiin sekä visuaalisesti että Actim 1ngeni-lukulaitteella. Työ aloitettiin tutkimalla eri pikavalmistustekniikoita, joista testikotelon tulostamiseen valittiin SLA-tekniikka sen tulostustarkkuuden ja tuotteen pinnan laadun perusteella. Testikotelon suunnittelu aloitettiin määrittämällä millaisia ominaisuuksia testikotelolta haluttiin. Näitä ominaisuuksia olivat lateral flow-testin suojaaminen sekä testissä kulkevan näytteen virtauksen varmistamien. Lateral flow- testin kehityksessä hyödynnettiin osin aiemmin kehitetystä pikatestistä saatuja tietoja. Lateral flow- kasettitestin valmistusprosessi koostui seitsemästä eri prosessivaiheesta jotka olivat: Vasta-aineen/kontrollireagenssin konjugointi, näytetyynyn käsittely, konjugointityynyn käsittely, konjugointityynylle annostelu, membraanille annostelu, tikkujen laminointi ja leikkaus sekä kasettitestin kokoonpano. Kehitetyn lateral flow- kasettitestin toimivuus varmistettiin tutkimalla testin reaktiokinetiikkaa ja analyyttistä herkkyyttä sekä visuaalisesti että lukulaitteen avulla. Tutkimustulosten perusteella 3D-tulostus on erittäin hyödyllinen menetelmä pikatestien tuotekehityksessä suunniteltaessa testikotelorakenteita, näytteen annosteluvälineitä ja näiden yhdistelmiä.

Influence of multi-phase phenomena on semibatch crystallization processes of aqueous solutions

Crystal properties, product quality and particle size are determined by the operating conditions in the crystallization process. Thus, in order to obtain desired end-products, the crystallization process should be effectively controlled based on reliable kinetic information, which can be provided by powerful analytical tools such as Raman spectrometry and thermal analysis. The present research work studied various crystallization processes such as reactive crystallization, precipitation with anti-solvent and evaporation crystallization. The goal of the work was to understand more comprehensively the fundamentals, phenomena and utilizations of crystallization, and establish proper methods to control particle size distribution, especially for three phase gas-liquid-solid crystallization systems. As a part of the solid-liquid equilibrium studies in this work, prediction of KCl solubility in a MgCl2-KCl-H2O system was studied theoretically. Additionally, a solubility prediction model by Pitzer thermodynamic model was investigated based on solubility measurements of potassium dihydrogen phosphate with the presence of non-electronic organic substances in aqueous solutions. The prediction model helps to extend literature data and offers an easy and economical way to choose solvent for anti-solvent precipitation. Using experimental and modern analytical methods, precipitation kinetics and mass transfer in reactive crystallization of magnesium carbonate hydrates with magnesium hydroxide slurry and CO2 gas were systematically investigated. The obtained results gave deeper insight into gas-liquid-solid interactions and the mechanisms of this heterogeneous crystallization process. The research approach developed can provide theoretical guidance and act as a useful reference to promote development of gas-liquid reactive crystallization. Gas-liquid mass transfer of absorption in the presence of solid particles in a stirred tank was investigated in order to gain understanding of how different-sized particles interact with gas bubbles. Based on obtained volumetric mass transfer coefficient values, it was found that the influence of the presence of small particles on gas-liquid mass transfer cannot be ignored since there are interactions between bubbles and particles. Raman spectrometry was successfully applied for liquid and solids analysis in semi-batch anti-solvent precipitation and evaporation crystallization. Real-time information such as supersaturation, formation of precipitates and identification of crystal polymorphs could be obtained by Raman spectrometry. The solubility prediction models, monitoring methods for precipitation and empirical model for absorption developed in this study together with the methodologies used gives valuable information for aspects of industrial crystallization. Furthermore, Raman analysis was seen to be a potential controlling method for various crystallization processes.