Characterisation of pigment particles by scanning electron microscope and image analysis programs

Coating and filler pigments have strong influence to the properties of the paper. Filler content can be even over 30 % and pigment content in coating is about 85-95 weight percent. The physical and chemical properties of the pigments are different and the knowledge of these properties is important for optimising of optical and printing properties of the paper. The size and shape of pigment particles can be measured by different analysers which can be based on sedimentation, laser diffraction, changes in electric field etc. In this master's thesis was researched particle properties especially by scanning electron microscope (SEM) and image analysis programs. Research included nine pigments with different particle size and shape. Pigments were analysed by two image analysis programs (INCA Feature and Poikki), Coulter LS230 (laser diffraction) and SediGraph 5100 (sedimentation). The results were compared to perceive the effect of particle shape to the performance of the analysers. Only image analysis programs gave parameters of the particle shape. One part of research was also the sample preparation for SEM. Individual particles should be separated and distinct in ideal sample. Analysing methods gave different results but results from image analysis programs corresponded even to sedimentation or to laser diffraction depending on the particle shape. Detailed analysis of the particle shape required high magnification in SEM, but measured parameters described very well the shape of the particles. Large particles (ecd~1 µm) could be used also in 3D-modelling which enabled the measurement of the thickness of the particles. Scanning electron microscope and image analysis programs were effective and multifunctional tools for particle analyses. Development and experience will devise the usability of analysing method in routine use.

Sairaalan kolmen yksikön kapasiteetin käytön kehittäminen

Tässä tutkimuksessa selvitettiin Etelä-Karjalan keskussairaalan sädehoitoyksikön, päiväkirurgisen yksikön sekä synnytysten ja naistentautien yksikön käyttämän kapasiteetin kustannuksia eri käyttöasteilla. Yksiköiden toiminta ja niiden keskeiset resurssit kuvattiin. Tiedot kerättiin käyttäen haastatteluja, käyttöomaisuuskirjanpitoa ja laskentatoimen talousraportointijärjestelmää. Yksiköiden tuloslaskelmien perusteella arvioitiin niiden muuttuvia ja kiinteitä kustannuksia. Kapasiteettimalleja arvioitiin voitavan hyödyntää esimerkiksi toiminnan seurannassa, suunnittelussa ja tavoiteasetannassa. Kapasiteetin määrittely ja kapasiteetin kustannusten laskenta erilaisille kapasiteetin käyttöasteille onnistui kaikissa yksiköissä. Parhaiten kapasiteetin kustannustieto kuvasi sädehoitoa ja heikoiten synnytyksiä. Käyttämätöntä kapasiteettia tunnistettiin sädehoitoyksikössä ja päiväkirurgisessa yksikössä. Toiminta-asteen noston vaikutukset yksikkökustannuksiin laskettiin kaikissa yksiköissä ja niissä yksiköissä, joissa oli käyttämätöntä kapasiteettia, tehtiin lisäksi tarkempia laskelmia ja ehdotuksia toiminnan kehittämiseksi.

Tilintarkastajan kurinpidollinen vastuu; TILA:n lausunnot 1990-2006

Tutkielman tavoitteena on selvittää kuinka tilintarkastajista tilintarkastuslautakunnalle tehdyt kantelut ovat muuttuneet vuosien 1990–2000 ja 2001–2006 aikana. Tutkimuksen tarkoituksena on tarkastella ovatko kansainvälistymisen aiheuttamat muutokset tilintarkastusta säätelevissä laeissa johtaneet kanteluiden määrälliseen tai laadulliseen muutokseen. Teoreettinen osa tarkastelee tilintarkastusta lainsäädännöllisesti sekä TILA:n tehtäviä tilintarkastusta valvovana elimenä. Empiirinen osa tutkii TILA:lle tehtyjen kanteluiden ratkaisuselosteita vuosien 1990–2000 ja 2001–2006 välillä. Kanteluita tutkitaan sekä määrällisesti että laadullisesti. Tulokset osoittavat että kanteluiden määrässä on tapahtunut muutos; vuosina 2001–2006 kanteluiden määrä on selvästi laskenut. Kanteluiden laadussa, kun sillä käsitetään kanteluiden syy sekä epäilyksen alainen toiminta, ei ole tapahtunut muutosta mutta sanktioiden jakaantumisessa eri toiminnan mukaan puolestaan on tapahtunut muutosta.

Ympäristöteknologioiden verifioinnin mahdollisuudet pilaantuneiden maiden laadukkaan käsittelyn edistämisessä

EU on käynnistämässä ympäristöteknologioiden verifiointijärjestelmää, jonka avulla voidaan tarjota käyttäjille ja sijoittajille riippumatonta tietoa innovatiivisten teknologioiden toimivuudesta ja suorituskyvystä ja parantaa niiden markkina-asemaa. Verifioinnilla tarkoitetaan kolmannen osapuolen suorittamaa prosessia tai mekanismia, jonka avulla tuotteen toiminta ja suorituskyky voidaan todentaa. Kansallinen ympäristöteknologioiden verifiointijärjestelmä on käytössä mm. Yhdysvalloissa ja Kanadassa. Euroopassa järjestelmä otettaneen käyttöön vuonna 2011–2012. Suomessa tehdään nykyisin noin 300 pilaantuneen maan puhdistushanketta koskevaa lupa- ja ilmoituspäätöstä vuosittain. Noin 85 prosentissa kohteista käytetään kunnostusmenetelmänä massanvaihtoa. Massanvaihto tulee ainakin toistaiseksi säilymään yleisimpänä kunnostusmenetelmänä, mutta mm. in situ -menetelmien käytön arvioidaan lisääntyvän. Tämän diplomityön tavoitteena oli arvioida voidaanko verifiointia hyödyntää pilaantuneiden maiden laadukkaan käsittelyn edistämisessä ja voiko verifiointi nopeuttaa innovatiivisten kunnostusmenetelmien markkinoillepääsyä. Aihetta tarkasteltiin mm. kahden erityyppisen pilaantuneen maan ja pohjaveden kunnostusmenetelmän, reaktiivisten seinämien (in situ) ja bitumistabiloinnin (ex situ) kautta. Pilaantuneiden maiden kunnostusmenetelmien toimivuus riippuu monista eri tekijöistä, joista osaa ei voida hallita tai mallintaa luotettavasti. Verifiointi soveltuukin parhaiten laitteiden tai PIMA-menetelmiä yksinkertaisempien puhdistusmenetelmien suorituskyvyn todentamiseen. Verifiointi saattaa kuitenkin hyvin toimia PIMA-kunnostuksen kohdalla esimerkiksi tiedollisena ohjauskeinona. Reaktiivisten seinämien ja bitumistabiloinnin verifioinnin työvaiheet ovat hyvin samankaltaiset, suurimpana erona seinämien kohdalla tulee kuvata myös kohde johon seinämä on asennettu. Reaktiivisten seinämien toiminta on riippuvaista monista ympäristötekijöistä, toisin kuin erillisellä laitteistolla suoritettavan bitumistabiloinnin. Tulosten perusteella voidaan yleistää, että verifiointi soveltuu paremmin ex situ -, kuin in situ -kunnostusmenetelmille.

Asiantuntijaorganisaation suorituskyvyn mittaus

Aineettoman pääoman katsotaan olevan merkittävä tekijä erityisesti yrityksen tulevaisuuden menestyksen kannalta. Johtamalla ja kehittämällä aineettomia resursseja varmistetaan se, että yritys menestyy ja säilyy elinvoimaisena myös tulevaisuudessa. Aineettoman pääoman johtaminen ja järjestelmällinen kehittäminen ja parantaminen edellyttävät ajantasaista ja käyttökelpoista tietoa yrityksen aineettomista resursseista. Suorituskyvyn mittausjärjestelmä voi toimia tällaisen tiedon lähteenä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli asiantuntijaorganisaation aineettoman pääoman suorituskyvyn mittaamisen viitekehyksen luominen ja sen soveltaminen yhteen case-organisaatioon. Suorituskykymittaristona tässä tutkimuksessa käytettiin tasapainotettua mittaristoa. Tutkimuksen tutkimusote oli toiminta-analyyttinen ja menetelmä kvalitatiivinen. Tutkimuksen tuloksia arvioitaessa huomataan, että aineettoman pääoman mittaaminen samalla mittaristolla aineellisen pääoman kanssa on haasteellista. Aineelliset tekijät korostuvat helposti aineettomien kustannuksella ja tämä voi aiheuttaa mittariston painopisteen kallistumisen aineellisen pääoman puolelle. Tapauskohtaista lisätarkastelua tarvitaan tulosten hyödynnettävyyttä arvioitaessa, mikä johtuu tutkimusotteesta ja menetelmästä. Tärkein yksittäinen tekijä aineettomaan pääoman suorituskyvyn mittauksessa on se, että organisaatio näkee aineettoman pääoman oman toimintansa kannalta kriittisenä tekijänä, joka on organisaation menestyksen kannalta elintärkeä ja jonka kehitykseen halutaan panostaa. Tämän havainnon jälkeen mittaristomallin valinta tehdään organisaation ja sen toimintojen perusteella.

Yrityksen toiminnan tehostaminen tilaus-toimitusprosessia kehittämällä

Tämän tutkimuksen päätavoitteena on selvittää, miten tilaus-toimitusprosessia kehittämällä voi tehostaa yrityksen toimintaa. Tutkimuksen alatavoitteina ovat tilaus-toimitusprosessin merkitystä ja kehittämistä koskevat kysymykset. Lisäksi tutkimuksessa selvitetään, voivatko tilaus-toimitusprosessi ja logistinen osaaminen olla kilpailuedun perustana. Työn näkökulma on asiakasnäkökulma. Tutkimuksessa on piirteitä toiminta-analyyttisestä ja konstruktiivisesta tutkimuksesta. Tutkimuksen viitekehys rakentuu tilaus-toimitusprosessin kehittämisen ja kilpailuedun muodostumisen kautta. Tilaus-toimitusprosessin kehittämiseksi tutkimuksessa paneudutaan prosessin kehittämisen yleisen mallin ja ABC-analyysin teorioiden kautta. Lopuksi tutkimuksessa etsitään vastaukset, voiko tilaus-toimitusprosessi olla kilpailuedun perusta. Aiempien tutkimuksien avulla selvitetään, millaisia hyötyjä logistisen prosessin avulla muodostetusta kilpailuedusta on yrityksen muihin osa-alueisiin. Tutkimuksen case-yrityksen, valmistavan teollisuusyrityksen, tilaus-toimitusprosessi on kehityskohde. Case-yrityksen tilaus-toimitusprosessia tarkastellaan yleisen prosessin kehittämisen mallin ja ABC-analyysin teorioiden kautta. Työn tulokset osoittavat, että kehittämällä tilaus-toimitusprosessia voidaan tehostaa yrityksen toimintaa. Tilaus-toimitusprosessin asiakasrajapinnan vuoksi hyvin onnistunut tilaus-toimitusprosessi vaikuttaa asiakastyytyväisyyteen. Tutkitut kehitysmallit vaikuttavat positiivisesti tilaus-toimitusprosessin onnistumiseen. Tilaus-toimitusprosessin positiivinen vaikutus kilpailuedun muodostumiseen osoitetaan myös tutkimuksessa.

Rouhintasorvauksen säätöjärjestelmä

Tässä työssä kuvataan menetelmä, jonka avulla on mahdollista sorvausprosessista mitattujen signaalien perusteella muokata lastuamisprosessin parametreja siten, että prosessissa mahdollisesti esiintyvät ongelmatilanteet korjataan. Työ on tehty osana Feedchip-tutkimushanketta ja tukeutuu tutkimushankkeessa aiemmin tehtyyn työhön vaadittavien korjaustoimenpiteiden, signaaleja mittaavien antureiden instrumentoinnin sekä alustavan ongelmatilanteiden ominaispiirteiden signaaleista tunnistuksen osalta. Tämä työ keskittyy esittelemään toiminnot, joiden avulla aiemmat tulokset voidaan koota yhteen kokonaisuuteen. Järjestelmän toiminta edellyttää sen osien toiminnan korkean tason koordinointia. Lisäksi määritellään päättelyjärjestelmä, joka kykenee mitatuista arvoista tunnistettujen ongelmatilanteiden esiintymisasteiden perusteella määrittämään tarvittavat toimenpiteet ongelmatilanteiden poistamiseksi. Kandidaatintyön rinnalla toteutetaan ohjelmisto Lappeenrannan teknillisen yliopiston konepajatekniikan laboratorion sorvausjärjestelmän yhteyteen rakennetun prototyyppilaitteiston ohjaamiseksi.

Strategiamenetelmän hyödyntäminen huonekaluliiketoiminnan kehittämisessä

Strategia on yrityksen toiminnan perusta. Perinteisillä toimialoilla ei välttämättä nähdä tavoitteellisen strategian tarpeellisuutta ja tärkeä strategiasuunnittelu jää toissijaiseksi. Löytämällä erottuva strategia omaa yritys kilpailuedun. Sinisen meren strategia on teoreettinen viitekehys luoda erilaistavaa liiketoimintaa. Strategian avulla voidaan tunnistaa ja luoda strategiaprofiili uudelle liiketoiminnalle jossa kilpailu ei tehnyt toiminnasta liian haavoittuvaista. Tämä nykytilanteen analysointiin ja siitä erilaistumiseen perustuva muutos voi liittyä itse tuotteeseen tai palveluun, sen tuotteistamiseen tai tuotteen jakelutien uudelleenasemointiin. Strategiatyön tarpeellisuus huonekalujen valmistamisessa ja myynnissä on muuttuvassa tilanteessa avainasemassa. Korkea valmistamisen kustannustaso ei mahdollista kilpailua edullisien tuontituotteiden kanssa ja korkeamman hintatason tuotteilla on toisaalta rajattu ostajakunta sisämarkkinoilla. Monelle toimijalle vientityön aloittaminen on riskialtis kustannuserä. Huonekaluteollisuudessa ja –jakeluteissä on ylikapasiteettia suhteessa kannattavaan liiketoimintaan. Erilaistavina markkinatekijöinä on pidetty hintaa molemmissa ääripäissä, laatua ja designiä. Hyvän jakelutien omaavat yritykset ovat hoitaneet valtakunnallisen myynnin karsien pienet toimijat alalta. Valmistuksessa innovatiivisuus perustuu lähinnä tehokkaaseen tuotantotekniikkaan, mikä osaltaan on nostanut investointien tasoa ja toteutuksen mielekkyyttä. Tuotteena huonekalu on kuitenkin teknisiltä ominaisuuksiltaan yleensä matala ja jo pienellä pääomalla on aloitettavissa tuotannollinen toiminta, mutta tällöin ei menestytä välttämättä tuottavuudessa. Uusina tekijöinä kompleksisessa tilanteessa on nähtävissä voimakkaasti tulossa oleva ympäristöarvojen suurempi huomioiminen. Näistä elementeistä voidaan etsiä strategiaprofiilin avulla uusia markkinarajapintoja, joissa kilpailutilanne mahdollistaa kannattavan liiketoiminnan. Työssä tutkitaan strategiamenetelmän hyödyntämismahdollisuutta, sen perusteita ja tarpeellisuutta perinteisen muutosjäykän teollisuudenalan ja kilpailtujen huonekalumarkkinoiden segmentissä. Uuden toimintamallin tarpeen, strategian, ymmärtämiseksi on tiedostettava ympäristössä tapahtuneet muutokset ja kartoitettava nykyinen strategiaprofiili. Tähän liittyen läpikäydään ne seikat jotka ovat aiheuttaneet nykytilanteen ja näin muutostarpeen tässä markkinassa.

Power Consumption in Carbon Capture and Storage Systems (CCS) and Possibilities to Reduce Power Consumption with Variable Speed Drives

The aim of this master´s thesis is to study which processes increase the auxiliary power consumption in carbon capture and storage processes and if it is possible to reduce the auxiliary power consumption with variable speed drives. Also the cost of carbon capture and storage is studied. Data about auxiliary power consumption in carbon capture is gathered from various studies and estimates made by various research centres. Based on these studies a view is presented how the power auxiliary power consumption is divided between different processes in carbon capture processes. In a literary study, the operation of three basic carbon capture systems is described. Also different methods to transport carbon dioxide and carbon dioxide storage options are described in this section. At the end of the thesis processes that consume most of the auxiliary power are defined and possibilities to reduce the auxiliary power consumption are evaluated. Cost of carbon capture, transport and storage are also evaluated at this point and in the case that the carbon capture and storage systems are fully deployed. According to the results, it can be estimated what are the processes are where variable speed drives can be used and what kind of cost and power consumption reduction could be achieved. Results also show how large a project carbon capture and storage is if it is fully deployed.

Grounding in a wind power application

The subject of this master’s thesis is to research grounding in a particular wind power application. The aim is to define how the grounding from different points effects to the function of the whole system. The investigated subjects are generator voltage spikes, ground currents and system fault situations. The first part of this thesis represents power electronics, which is commonly used in wind power systems. The second part concentrates more to the grounding, electrical safety demands and potential fault situations. The object of the simulations is to investigate voltage spikes and fault situations. Measurements will be made with small-scale setup and in the last part simulation and measurement results are compared to each other and to a full-scale system.

Aktiivinen jännitteensäätö hajautetussa sähköntuotannossa

Hajautetun tuotannon määrä kasvaa jakeluverkossa tulevaisuudessa ja siksi jakeluverkon toiminta tulee muuttumaan aktiivisempaan suuntaan. Nykyisin tuotannon aiheuttamaa jännitteennousua rajoitetaan yleensä passiivisilla menetelmillä kuten vahvistamalla verkkoa. Tuotantolaitos ei tällöin osallistu jakeluverkon jännitteensäätöön. Tämä saattaa nostaa kapasiteetiltaan suurehkon tuotannon liittymiskustannukset niin korkeiksi, ettei tuotantolaitosta kannata rakentaa. Aktiivisella jännitteensäädöllä tuotantokapasiteettia voitaisiin merkittävästi kasvattaa nykyisissä jakeluverkoissa. Aktiivinen jännitteensäätö voi perustua joko paikalliseen säätöön, jolloin esim. tuotantolaitosta säädetään paikallisen jännitteen perusteella tai koordinoituun säätöön, jolloin verkon komponentteja säädetään kokonaisuutena. Työssä tutustutaan hajautettuun tuotantoon ja sen vaikutuksiin jakeluverkon jännitetasoissa sekä jännitteensäädössä. Työssä edetään passiivisesta jännitteensäädöstä aktiiviseen jännitteensäätöön. Aktiivisessa jännitteensäädössä tutustutaan muutamaan kirjallisuudessa esitettyyn algoritmiin ja käytännön toteutukseen. Työssä keskitytään vain verkon jännitetasoon, eikä muita jännitteen laadun ominaisuuksia oteta huomioon.

Laite- ja työturvallisuus H2S-tiloissa

Tässä työssä selvitettiin, millä tavoin räjähdysvaarallisten työtilojen työturvallisuuteen voidaan vaikuttaa ja miten turvallisuutta pidetään yllä. Työssä selvitettiin, mitä vaatimuksia räjähdysvaaralliset tilat asettavat laite- ja työturvallisuudelle. Työn lähtökohdaksi otettiin ilmanvaihdon vaikutus sisäilman olosuhteisiin ja samalla selvitettiin, mitä muutoksia räjähdysvaarallisten aineiden käyttö teollisuuden tuotantoprosesseissa aiheuttaa ilmanvaihdossa. Räjähdysvaarallisten tilojen suunnittelua ohjailevat säädökset, lait ja direktiivit. Johdonmukaisen suunnittelulla ja säädöksiä noudattamalla pystytään toteuttamaan turvallinen työympäristö. Räjähdysvaarallista tilaa päästiin tarkastelemaan Talvivaaran Kaivososakeyhtiö Oyj:n metallien talteenottolaitoksella. Työssä haluttiin tutkia rakennuksen työturvallisuutta ja työskentelyolosuhteita. Tutkimuskohteena olleessa reaktorihallissa tehtiin ilmanvaihdon suorituskyvyn mittauksia. Tarkoituksena oli myös tehdä rikkivedyn pitoisuus mittauksia, mutta Talvivaaran tuotannon viivästyessä, pitoisuus mittaukset jätettiin tämän diplomityön ulkopuolelle. Talvivaaraan reaktorirakennuksen olosuhteita ja turvallisuutta tarkasteltiin lähemmin teoreettisten laskelmien avulla. Laskelmien ja mittaustulosten perusteella reaktorirakennuksen ilmanvaihdon suorituskyky todettiin riittäväksi ja toiminta työturvalliseksi. Riskin arvioinnin perusteella reaktorirakennuksen riskitason katsotaan olevan siedettävä.

Nosturin heilahduksenvaimennusjärjestelmässä esiintyvien häiriöiden tunnistaminen

Nykyaikaisissa nostureissa tehokkuutta lisätään automaation avulla. Yksi sovellus on parantaa kuorman hallintaa, tämä nopeuttaa työkiertoa ja helpottaa kuskin työtä. Järjestelmä voi myös vaikeuttaa ajamista, jos se ei toimi oikein. Työssä tutkittiin apukoneistolla toteutetun heilahduksenvaimennusjärjestelmän virheellistä toimintaa ja mistä virheellinen toiminta johtuu. Apuna käytettiin simulointimallia kyseisestä järjestelmästä. Häiriöiden tunnistukseen käytettiin tunnuslukuja, joista havaitaan virheellinen toiminta Simulointimallin avulla simuloitiin erilaisia häiriöitä, että niiden vaikutus tunnuslukuihin nähtiin. Tämän jälkeen nosturilla tehtiin työkiertoja joissa oli jokin simuloiduista häiriöistä ja mittauksista muodostettiin samoja tunnuslukuja kuin simulointituloksista ja tuloksia verrattiin keskenään. Kaikkia häiriötilanteita ei suoritettu nosturilla, koska nosturia olisi joutunut vioittamaan.

Competence Development and Capacity Building of Sawmill Enterprises in Kenya – A Human Resources Development Approach

The Kenyan forestry and sawmilling industry have been subject to a changing environment since 1999 when the industrial forest plantations were closed down. This has lowered raw material supply and it has affected and reduced the sawmill operations and the viability of the sawmill enterprises. The capacity of the 276 registered sawmills is not sufficient to fulfill sawn timber demand in Kenya. This is because of the technological degradation and lack of a qualified labor force, which were caused because of non-existent sawmilling education and further training in Kenya. Lack of competent sawmill workers has led to low raw material recovery, under utilization of resources and loss of employment. The objective of the work was to suggest models, methods and approaches for the competence and capacity development of the Kenyan sawmilling industry, sawmills and their workers. A nationwide field survey, interviews, questionnaire and literature review was used for data collection to find out the sawmills’ competence development areas and to suggest models and methods for their capacity building. The sampling frame included 22 sawmills that represented 72,5% of all the registered sawmills in Kenya. The results confirmed that the sawmills’ technological level was backwards, productivity low, raw material recovery unacceptable and workers’ professional education low. The future challenges will be how to establish the sawmills’ capacity building and workers’ competence development. Sawmilling industry development requires various actions through new development models and approaches. Activities should be started for technological development and workers’ competence development. This requires re-starting of vocational training in sawmilling and the establishment of more effective co-operation between the sawmills and their stakeholder groups. In competence development the Enterprise Competence Management Model of Nurminen (2007) can be used, whereas the best training model and approach would be a practically oriented learning at work model in which the short courses, technical assistance and extension services would be the key functions.