Ligniinin hienojauhatus planeettamyllyllä

Kirjallisuusosassa tarkastellaan ligniiniä luonnon polymeerinä sekä sen kemiallisia perustietoja. Aiheena on myös sen tuotanto ja käyttö uusiutuvana raaka-ainelähteenä energian-, materiaali- ja kemikaalituotantoon sekä niiden mahdolliset tulevaisuudennäkymät. Mekaanisten prosessien osalta keskitytään kiintoaineen hienontamiseen. Lisäksi perehdytään planeettamyllyn toiminnan teoriaan sekä tuoreimpiin tutkimuksiin planeettamyllyjauhatukseen liittyen. Työn kokeellisen osan tarkoituksena oli tutkia ligniinin jauhautuvuutta, sillä partikkelien pienentämisellä voidaan kasvattaa ligniininijauheen ominaisalaa ja tasoittaa sen kokojakaumaa. Jauhautuvuuden avulla voidaan esimerkiksi arvioida ligniinille tehtävän hienojauhatuksen kannattavuutta jatkoprosesseja varten. Tutkimuskysymyksinä oli ”kuinka hyvin ligniini jauhautuu planeettamyllyllä?”, ”onko kylmäkäsittelyllä vaikutusta jauhatustulokseen?”, ”miten eri parametrit (jauhatusaika, kuulakoko ja kierrosnopeus) vaikuttavat jauhatustulokseen?” sekä ”muuttaako hienojauhatus ligniinin kemiallista koostumusta?”. Tutkittavana materiaalina oli kaupallinen kraft-ligniini ja koelaitteena käytettiin planeettamyllyä. Syötölle ja kaikille jauhatustuotteille suoritettiin partikkelikokoanalyysi, ja lisäksi syötölle ja erittäin hienoksi jauhetulle tuotteelle suoritettiin FTIR-analyysi. Kokeiden mukaan ligniini oli hyvin jauhautuvaa, eikä kylmäkäsittelyllä ollut merkittävää vaikutusta jauhatukseen. Kuulakoon pienentäminen sekä jauhatusajan ja kierrosnopeuden kasvattaminen alensivat ligniininjauheen partikkelikokoa. Lisäksi hienojauhatuksen ei todettu muuttaneen ligniinin kemiallista koostumusta.

Improvement of wet and dry web properties in papermaking by controlling water and fiber quality

Pappersindustrin står inför många utmaningar och bör uppfylla krav som ställs av t.ex. marknadstrender och slutanvändare. Snabbare och effektivare processer ställer även större krav på pappersbanans mekaniska egenskaper. Avbrott i produktionen sker inte enbart pga. låg styrka utan orsaken kan även vara en för låg spänning i pappersbanan. De flesta problemen sker vid våtpressen och/eller i början av torkpartiet då papprets torrhalt är 30-70 %. Spänningen hålls inte konstant efter töjning, utan sjunker pga. papprets relaxering, som till största delen sker då pappret flyttas från pressen till torkpartiet. Ur forskningssynvinkel öppnar en smidigt fungerande verksamhet med potentiella energibesparingar upp möjligheterna för förbättring av befintliga processer. I detta arbete undersöktes hur olika faktorer inverkar på fibernätverkets avvattning, initiala våtstyrka och relaxering samt också på slutproduktens mekaniska egenskaper och ytegenskaper. I första delen ändrades processvattnets egenskaper, såsom pH, konduktivitet och ytspänning. Ytspänningen varierades genom tillsatts av ett nonjoniskt ytaktivt ämne, s.k. surfaktant. Fiberegenskaperna modifierades också. Fibern maldes antingen genom en mild eller genom en hård process. Effekten av finmaterial undersöktes genom att tillsätta finmaterial till den ursprungliga massan eller genom att avlägsna finmaterialet från den malda massan. I den sista delen användes en hemicellulosa, som finns i stora mängder i gran, som tillsatsmedel. Förutom naturliga galaktoglukomannaner (GGM), tillverkades också en katjoniserad, en karboximetylerad samt en iminerad, amfifil GGM. Dessa användes i pappersmassa eller sprayades på ytan av ett nybildat ark. Resultaten, som erhölls i denna avhandling, bildar en värdefull kunskapsbas, som kan användas för kontroll och reglering av pappersmaskinens körbarhet och papperskvalitet.

Talousveden tuotannon ja jakelun tietohuollon kehittäminen julkisomisteisessa vesilaitoksessa

Vesilaitokset kuluttavat merkittäviä määriä energiaa, johon on alettu kiinnittää huomiota viime vuosina. Energiatehokkuuden edistämisen hidasteeksi on noussut puutteellinen tietohuolto sekä vesilaitosten yhteisten tunnuslukujen ja kriteerien puuttuminen. Diplomityön tavoitteena on selvittää tietohuollon ongelmia Tampereen Vedellä. Työn tavoitteena on myös tutkia veden tuotannon ja jakelun energiatehokkaiden ohjaustapojen löytämistä tietohuollon ja tunnuslukujen avulla. Työssä käytetyt metodologiat ovat Tampereen Veden työntekijöiden haastattelut, prototyypin analysointi sekä vedenottamoiden ominaisenergiaan liittyvien mittauspisteiden läpikäynti. Diplomityön tuloksena saatiin laaja kuva Tampereen Veden tietohuoltoon liittyvistä ongelmista. Merkittävimmät tietohuollon haasteet liittyvät työntekijöihin, järjestelmiin sekä mittauspisteiden puuttumiseen. Mittauspisteet ja niiden tallentuminen ovat edellytys tunnuslukujen luomiselle. Tunnuslukuja voidaan hyödyntää energiatehokkaiden ohjaustapojen löytämiseksi, mutta vesilaitosten yhteiset kriteerit tunnusluvuille puuttuvat. Energiatehokkuustunnuslukuja on tarve tutkia lisää ja kehittää yhteistyötä vesilaitosten välillä tunnuslukujen luomiseksi sekä vertailutietojen saamiseksi.

Kaakkois-Suomen työpaikkojen muutokset tuotantoaloittain : Onko työllisyyden rakennemuutos vain viime vuosien ilmiö?

Tuotannon ja työllisyyden rakennemuutoksista on viime vuosina alettu puhua aiempaa voimakkaammin, kun Suomen historiassa merkittävien toimialojen kokonaisia tuotantoyksiköitä on suljettu. Työllisyyden rakennemuutos ei ole kuitenkaan kokonaan uutta ja vain viime vuosina tapahtunutta. Muutoksia on ollut aiemminkin. Tässä raportissa selvitetään miten työllisten määrät ovat Kaakkois-Suomessa muuttuneet eri toimialoilla viime vuosikymmeninä. Tarkastelu lähtee osaksi vuodesta 1950, mutta päähuomio on ajanjakson 1975–2008 kehityksessä. Joitakin tarkasteluja ulotetaan vuoteen 2012 saakka, mutta enimmäkseen vuonna 2008 käynnistyneen talouden taantumavaiheen kehitys jätetään kuvaamatta, koska se muodostaa uuden, vielä päättymättömän kehitysvaiheen. Tarkastelussa keskitytään työllisiin ja työllisten määrien muutokseen. Tietolähteinä ovat lähinnä Tilastokeskuksen väestölaskentojen, väestö-, työssäkäynti- ja aluetilinpitotilastot. Selvitys on pääluonteeltaan kuvaileva. Merkittäviä selityksiä tapahtuneille muutoksille ei etsitä. Tietoja esitetään sekä koko Kaakkois-Suomen yhteislukuina että seutukunnittain ja väliin kunnittain. Kehitystä verrataan usein koko maan keskiarvolukuihin. Raportti osoittaa, että massa- ja paperiteollisuuden ohella Kaakkois-Suomessa on muitakin toimialoja, joiden tarjoamat työpaikat ovat jossakin historian vaiheessa supistuneet (tai kasvaneet) tuntuvasti. Tunnetuin ja koko maahan ulottunut muutos on tapahtunut maa¬taloudessa, jonka työpaikat ovat jatkuvasti vähentyneet. Teollisuuden historiassa nähdään muitakin vaiheita kuin massa- ja paperiteollisuuden viime aikojen tuotanto- ja työpaikkavähennykset. Esimerkiksi mekaaninen metsäteollisuus on ajan mittaan supistunut tuntuvasti. Elintarviketeollisuus on tarjonnut aiemmin runsaasti työpaikkoja, mutta on vuosien mittaan sekin supistunut. Enimmäkseen naisia työllistävä tekstiili- ja vaatetusteollisuus kasvoi 1980-luvulla nopeasti mm. Kouvolan seudulla, mutta alkoi pian siirtää tuotantoaan ulkomaille, ja ala työllistää nykyään vain murto-osan aiemmasta. Tässäkin kehityksessä on ollut äkillisen rakennemuutoksen piirteitä. Monet palvelualat ovat teollisuuden työpaikkojen vähetessä kyenneet puolestaan tarjoamaan lisää työpaikkoja. Nopeimmin ovat kasvaneet kiinteistö- ja liike-elämän palvelut. Osa palvelutyöpaikoistakin on muutoksessa kadonnut. Selvin esimerkki on rahoitus- ja vakuutustoiminta, joka on jo pitkään vähentänyt työvoimaansa.

Rakennuksen tietomallien hyödyntämisen edellytykset rakentamisen valmistelu- ja rakennusvaiheessa

Työn tavoitteena oli tutkia, kuinka rakennuksen tietomallia voidaan hyödyntää rakennusliikkeen tuotannonsuunnittelu- ja rakennusvaiheessa sekä mitä sen hyödyntäminen edellyttää rakennuksen tietomallin informaatiosisällöltä. Tavoitteena oli myös tunnistaa tuotannonohjauksen ”pullonkauloja”, joissa kohdin toimintaa voitaisiin tietomallien avulla tehostaa. Työn teoreettisena taustana on aineettoman pääoman merkitys yrityksen kilpailuedun luojana, tietämyksen hallinta ja teknologian hyödyntäminen tietämyksen hallinnassa. Työssä tutkittiin rakennustuotannon johtamista ja tietomallintamisen hyödyntämistä rakentamisessa sekä tietomallien hyödynnettävyyden varmistamista yleisellä tasolla. Työssä tutustuttiin kohdeyritykseen tuotannonohjaukseen ja rakennusvaiheen tietomallien hyödyntämisen nykytilaan. Tuloksina voidaan todeta, että tietomallien tuotannonsuunnittelu- ja rakennusvaiheen tietomallien hyödyntämisen perusedellytys on tietomallien oikeellisuus sekä tietomallien ja perinteisten suunnitteludokumenttien yhdenmukainen tietosisältö. Tämän lisäksi tarvitaan suunnitellut toimintatavat ja toimivat tiedonjakelukanavat sekä kyky hyödyntää tieto- ja viestintäteknologiaa. Tietomallit eivät tämän tutkimuksen perusteella näytä luoneen tarvetta uudenlaisille tuotanto-organisaation roolituksille. Tietomalleilla uskotaan olevan positiivisia vaikutuksia rakennusvaiheen muutostenhallinnassa. Tuotantoorganisaation henkilöillä oli positiivisia odotuksia tietomallien hyödyntämisestä tuotannonohjauksessa. Tietomallien odotetaan tukevan erillisten suunnitelmien muodostamien kokonaisuuksien hahmottamista, rakennusvaiheen osapuolten yhteistyötä ja töiden yhteensovitusta sekä logistiikan suunnittelua ja vaikutusten havainnointia.

Kattilan ja kanaviston eristykset 3D-laitossuunnitteluohjelmassa

Työn tavoitteena oli kehittää kanavistojen ja kattilan eristyksien mallintamista 3D-laitossuunitteluohjelmassa sekä siitä saatavia materiaalilistoja. Kanavistojen eristeitä kuvastavaa geometriaa muokattiin vastaamaan eristyksen todellista tilanvarausta. Kattilan eristyksen mallintaminen on aikaisemmin jouduttu tekemään manuaalisesti, työssä kehitettiin työkalu, jonka avulla eristysten materiaalitiedot ja oikeat tilanvaraukset saadaan lisättyä 3D-malliin. Kaikkia eristyksen mallintamista ei kuitenkaan pystytä mielekkäästi toteuttamaan automaattisesti työkalujen avulla, näitä kohteita ovat tukikehikkorakenteet kuten kattilan vinttikehikko. Lisäksi täytyi selvittää, mitä tietoja eristyksien materiaalimäärälistoille vaaditaan, ja kuinka nämä tiedot saataisiin listoihin mukaan. Jotta kaikki eristettävät kohteet saadaan tuotettaviin materiaalilistoihin, on ohjelmaan lisättävä käytettäväksi uusia komponentteja. Näitä ovat uudet kanavistojen osat sekä muun muassa venturit ja huoltoluukut kanavistoille. Kattilaan asennettavat laitteet kuten näkölasit ja polttimet vaativat tukirakenteen, joka samalla toimii kotelona putkistojen taivutuksille. Näitä kohteita on aikaisemmin tuotu vanhoista projekteista tai ne on tehty suunnittelijan toimesta uusiksi. Työssä esitettiin uusi tapa mallintaa kattilan pinnat, jolloin niihin voidaan liittää koteloita erillisestä komponenttikirjastosta. Kanavistojen eristyksien materiaalimäärälistojen tuottaminen suoraan ohjelmasta auto-matisoitiin. Kattilan ja siihen liittyvien eristyskehysrakenteiden listojen tuotanto kuitenkin vaatii yhteisten toimintamallien kehittämistä. Tämän työn uudet menetelmät mahdollistavat yhä uusien työkalujen kehittämisen, esimerkiksi automaattisen eristysten teknisten piirustusten kuvatuotannon tulevaisuudessa.

Passiivisesta sähkönkuluttajasta aktiiviseksi energiakansalaiseksi? Aurinkopaneelien yhteistilaus ja -rakentaminen Etelä-Karjalassa

Ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi ihmiskunnan on siirryttävä fossiilisista polttoaineista uusiutuviin energialähteisiin. Teknologian nopean kehityksen seurauksena myös kotitaloudet voivat investoida pienen kokoluokan uusiutuvaan energiantuotantoon. Energian mikrotuotannon murrokseen kytkeytyy vahvasti käsite energy citizenship, joka vapaasti suomennettuna tarkoittaa energiakansalaisuutta – tai yksilön tasolla energiakansalaista. Energiakansalaisuus kytkeytyy osaksi teoriaa, jossa uudenlainen kuluttamisen ja tietoisuuden kulttuuri nivoutuvat toisiinsa hajasijoitettujen energiaratkaisujen mukana. Investoimalla omaan mikrovoimalaan ihmiset sitoutuvat uusiutuvaan energiaan sekä taloudellisesti että psykologisesti. Etäluettavien mittarien avulla omaa energiantuotantoa ja -kulutusta on mahdollista seurata lähes reaaliajassa. Jatkuvan monitoroinnin ansiosta pientuottajien tietoisuus energiasta oletusarvoisesti kasvaa, kun kontakti energiaan ja sen tuotantoon on luonteeltaan jatkuvaa. Tällä saattaa olla ilmastonmuutoksen kannalta suotuisia sosiopsykologisia, jopa kulutuskäyttäytymistä muovaavia, vaikutuksia. Alkuvuodesta 2013 Etelä-Karjalassa käynnistyi hanke, jossa 21 taloutta tilasi aurinkopaneelit suoraan Saksasta. Yhteistilaus oli kaupallisista toimijoista riippumaton yksityishenkilöiden ideoima hanke, joka pyrki hyödyntämään paikallisia voimavaroja hankkeen edetessä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää millaisia energiakansalaisuuteen liittyviä vaikutuksia omakohtainen energiainvestointi on aiheuttanut tuoreissa mikrotuottajatalouksissa. Tutkimuksessa tarkastellaan yhteisöllisen energiaprojektin etenemistä ja paikallisen energiayhtiön roolia osana hanketta. Lisäksi tutkimuksessa sivutaan kansallista energia- ja ilmastopolitiikkaa. Menetelmänä on puolistrukturoitu teemahaastattelu, jolla on kartoitettu projektijohdon, paikallisen energiayhtiön ja mikrotuottajien näkemyksiä. Kahdentoista haastattelun aineistoa on analysoitu pääasiallisesti kvalitatiivisella sisällönanalyysillä. Haastatteluaineisto antaa selkeitä viitteitä, että energian mikrotuottajissa on lauennut eriasteisia energiakansalaisuuden impulsseja. Monet ovat alkaneet seurata aktiivisesti kodin energiantuotantoa ja -kulutusta, joka on johtanut tietoisuuden kasvuun. Lisäksi ihmiset ovat alkaneet ajoittaa kodin toimintoja oman energiantuotannon mukaan. Merkittävin löydös on, että aurinkopaneelien hankkiminen on synnyttänyt kipinän kodin energiankäytön laajempaan rationalisointiin. Tutkimuksen perusteella yhteistilaamisen ja -rakentamisen kaltaisilla yhteisöllisillä energiahankkeilla on positiivinen vaikutus paitsi hiilitaseeseen myös kuluttajien energia-asenteisiin. Omakohtaisen investoinnin tekeminen ja itse rakentaminen sitouttavat ihmiset energiaprojektiin, joka puolestaan parantaa energiakansalaisuuden muodostumisen potentiaalia. Aurinkopaneelit eivät yksin ratkaise ilmastonmuutosta, mutta hajasijoitetulla energian mikrotuotannolla on kuitenkin potentiaalia toimia osana ratkaisua, erityisesti sen kuluttaja- tuottajaan ulottuvan vaikutuksen takia. Kahtiajako hajautetun ja keskitetyn energiantuotannon välillä on epätarkoituksenmukainen, sillä molempia tarvitaan. Sen sijaan, että edistäisimme joitakin yksittäisiä uusiutuvan energian muotoja, voisimme luoda otolliset olosuhteet kaikenlaisten energiaratkaisujen ja -kokoonpanojen menestykselle.

Kappaletavarayrityksen toimintaprosessi ja suorituskyvyn mittaus

Yrityksen prosessit ovat viimeaikoina nousseet kiinnostaviksi tutkimuskohteiksi. Toimintaprosessi on yksi yrityksen sisäisistä prosesseista, jonka tarkoituksena on tuottaa arvoa asiakkaalle sekä osakkeenomistajille. Nämä prosessit ovat arkipäiväisiä yrityksille, jotka tuottavat tuotteita ja palveluita sekä toimittavat niitä asiakkailleen. Myös suorituskyvyn mittaaminen on noussut tärkeäksi osaksi yritysten toimintaa. Balanced Scorecard on yksi suorituskyvyn mittaamisen työkalu. Työkalun neljä näkökulmaa antavat monipuolisen mahdollisuuden mitata suorituskykyä. Mittariston ja mittareiden valinta on oleellista luotettavan mittaustuloksen saamiseksi. Työn tavoitteena on tuoda näkyväksi toimintaprosessin eri osat kappaletavarayrityksessä sekä analysoida niitä Balanced Score Cardin avulla. Toimintaprosessien mittaamisessa tärkeää on saada oikeaa ja riittävää tietoa mitattavasta kohteesta. Toimintaprosesseista jakelu, toimitus, tuotanto, riskien hallinta, myynti ja markkinointi sekä huolto ovat nostettu tarkasteltaviksi kappaletavarayrityksen kohdalla. Tasapainoisen mittariston rakentamisessa hyödynnettiin laadullisia kuin rahamääräisiä mittareita. Näin saatiin mahdollisimman laaja kuva yrityksen sen hetkisestä suorituskyvystä.

Design and implementation of a production synchronization extension for Microsoft Dynamics AX

In a just-in-time, assemble-to-order production environments the scheduling of material requirements and production tasks - even though difficult - is of paramount importance. Different enterprise resource planning solutions with master scheduling functionality have been created to ease this problem and work as expected unless there is a problem in the material flow. This case-based candidate’s thesis introduces a tool for Microsoft Dynamics AX multisite environment, that can be used by site managers and production coordinators to get an overview of the current open sales order base and prioritize production in the event of material shortouts to avoid part-deliveries.

3 kW:n mikrokaasuturbiinin periaatesuunnittelu

Tässä työssä esitellään ensiksi yleisesti kaasuturbiini, sen toimintaperiaate ja sovelluskohteet. Lisäksi kaasuturbiinin yleinen suunnittelu käydään läpi mitoituksen kannalta. Mikrokaasuturbiini on kaasuturbiini pienemmässä mittakaavassa. Pienen kokonsa vuoksi mikrokaasuturbiinien suunnittelussa täytyy huomioida eri asioita kuin suurempien kaasuturbiinien suunnittelussa. Tämän työn tarkoituksena on selvittää mikrokaasuturbiinin periaatteellinen suunnittelu ja tarkastella, mitä eroa on mikrokaasuturbiinin ja kaasuturbiinin välisessä suunnittelussa. Lisäksi työssä esitellään mahdollisia sovelluskohteita 3 kilowatin mikrokaasuturbiinille. Mikrokaasuturbiineja tultaneen käyttämään tulevaisuudessa hajautetun energian tuotannossa kasvavissa määrin. Mikrokaasuturbiini voidaan helposti muokata käyttötarpeen mukaiseksi, mikä tekee mikrokaasuturbiinista vahvan kilpailijan perinteisten pienen teholuokan mäntäkoneiden rinnalle. Lopuksi työhön on laskettu suunnitteluesimerkki 3 kilowatin mikrokaasuturbiinille. Suunnitteluun on valittu lähtöarvot kirjallisuudessa tavallisesti esiintyvien arvojen mukaan.

Kaukolämmön hinnoittelumallien optimointi ja kehittäminen muuttuvassa toimintaympäristössä

Kaukolämpöliiketoiminnan kehittämistarve korostuu jatkuvasti alan rakennemuutosten ja markkinoiden muutoksien seurauksena. Turku Energian tavoitteena on uudistaa ja kehittää kaukolämmön hinnoitteluaan vastaamaan energian tuotannon, jakelun, loppukäytön ja muihin alan muutoksiin. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan kaukolämmön hinnoittelun optimointi ja kehittämistä nykyisessä sekä tulevaisuuden markkina- ja tuotantorakenteessa. Nykyisen hinnoittelumallin lisäksi tutkitaan vaihtoehtoisia tapoja hinnoitella myytävä kaukolämpöenergia, kuten vuodenaikojen mukaan määriteltävä muuttuva energianhinta. Työn kirjallisuusosassa esitellään kaukolämmön tuotanto, siirto ja jakelu sekä liiketoiminta Suomessa ja Turun seudulla. Tutkittavat hinnoittelumallit perustuvat todellisiin ja arvioituihin liiketoiminnan kustannuksiin, sekä esitettyihin laskentaperiaatteisiin. Turku Energian nykyistä perusmaksun hintatasoa tulee korottaa, jotta se vastaa lämmönhankinnan kiinteitä kustannuksia tarkemmin ja minimoi liiketoiminnan markkinariskiä. Nykyisen hinnoittelun verokomponentin kehittämisellä lisätään hinnoittelun läpinäkyvyyttä. Kausihinnoittelun avulla energianhinta noudattaa tuotannon kustannuksia vuoden aikana ja ohjaa asiakkaiden lämmönkulutusta nykyistä tarkemmin. Uusiutuvilla energianlähteillä tuotettua kaukolämpöä voidaan myydä erillisillä tuotteilla, joiden avulla liiketoiminnalle saadaan lisäarvoa.