Formation of polyelectrolyte multilayers and polyelectrolyte complexes in dual polymer treatment of papermaking pulp

The goal of this study was to find a new approach to modify chemically the properties of paper by improving fiber quality. This Master’s thesis includes the multiple polymer treatment in general and themeasurement methods with which the formation of multilayers and complexes can be noticed. The treatment by an oppositely charged dual polymer system is a good approach to increase paper strength. In this work, starch, a cationic polymer, and carboxymethyl cellulose (CMC), an anionic polymer, were used step-by-step to improve paper strength. The adsorption of cationic starch and CMC on cellulose fibers were analyzed via polyelectrolyte titration. The results showed that paper strength was enhanced slightly with a layer-by-layer assembly of the polymers. However, if the washing stage, which was required for layer-by-layer assembly, was eliminated, the starch/CMC complex was deposited on fibers more efficiently, and the paper strength was improved more significantly.

Finnish Institutional Innovation Support Policies from Russian Entrepreneurs' Perspective: Establishing Cross-Border Technology Oriented Start-Up Firm

The purpose of this thesis is to study how Russian entrepreneurs perceive Finnish institutional environment and innovation support policies provided in the country, as well as to present a practical example in form of a case study of one technology oriented start-up firm which was established in Finland by Russian entrepreneurs. The empirical research of the thesis is conducted qualitatively in two parts. First part is conducted through online questionnaire with open questions in order to review the perceptions of Russian entrepreneurs in general. Second part is based on personal interviews with case company’s founders with the focus on the process of establishing the company in Finland. In the first part of the empirical research, five Russian start-up firms were contacted, and four responses were received. All of these responses were qualified for further analysis. The findings of the first part of the research reveal that Russian entrepreneurs have rather positive attitudes towards Finnish institutional innovation support policies. However, most of the entrepreneurs stated that they are unlikely to create their presence in Finland. As an outcome of the second part of the research, the process of establishing a case company in Finland is illustrated. In order to be able to establish companies in Finland, Russian entrepreneurs who have a permanent residence outside European Economic Area (EEA) are required to apply for a permission to perform business operations in the country. In addition, the established company must engage in improving the economical stand of the country by creating new work places, raising tax revenues, develop technologies and generate innovations in the country.

Pasvik Water Quality Report Environmental Monitoring Programme in the Norwegian, Finnish and Russian Border Area

The Pasvik monitoring programme was created in 2006 as a result of the trilateral cooperation, and with the intention of following changes in the environment under variable pollution levels. Water quality is one of the basic elements of the Programme when assessing the effects of the emissions from the Pechenganikel mining and metallurgical industry (Kola GMK). The Metallurgic Production Renovation Programme was implemented by OJSC Kola GMK to reduce emissions of sulphur and heavy metal concentrated dust. However, the expectations for the reduction in emissions from the smelter in the settlement Nikel were not realized. Nevertheless, Kola GMK has found that the modernization programme’s measures do not provide the planned reductions of sulfur dioxide emissions. In this report, temporal trends in water chemistry during 2000–2009 are examined on the basis of the data gathered from Lake Inari, River Pasvik and directly connected lakes, as well as from 26 small lakes in three areas: Pechenganikel (Russia), Jarfjord (Norway) and Vätsäri (Finland). The lower parts of the Pasvik watercourse are impacted by both atmospheric pollution and direct wastewater discharge from the Pechenganikel smelter and the settlement of Nikel. The upper section of the watercourse, and the small lakes and streams which are not directly linked to the Pasvik watercourse, only receive atmospheric pollution. The data obtained confirms the ongoing pollution of the river and water system. Copper (Cu), nickel (Ni) and sulphates are the main pollution components. The highest levels were observed close to the smelters. The most polluted water source of the basin is the River Kolosjoki, as it directly receives the sewage discharge from the smelters and the stream connecting the Lakes Salmijarvi and Kuetsjarvi. The concentrations of metals and sulphates in the River Pasvik are higher downstream from the Kuetsjarvi Lake. There has been no fall in the concentrations of pollutants in Pasvik watercourse over the last 10 years. Ongoing recovery from acidification has been evident in the small lakes of the Jarfjord and Vätsäri areas during the 2000s. The buffering capacity of these lakes has improved and the pH has increased. The reason for this recovery is that sulphate deposition has decreased, which is also evident in the water quality. However, concentrations of some metals, especially Ni and Cu, have risen during the 2000s. Ni concentrations have increased in all three areas, and Cu concentrations in the Pechenganickel and Jarfjord areas, which are located closer to the smelters. Emission levels of Ni and Cu did not fall during 2000s. In fact, the emission levels of Ni compounds even increased compared to the 1990s.

Evaluation of Bubble Formation and Break Up in Suppression Pools by Using Pattern Recognition Methods

During a possible loss of coolant accident in BWRs, a large amount of steam will be released from the reactor pressure vessel to the suppression pool. Steam will be condensed into the suppression pool causing dynamic and structural loads to the pool. The formation and break up of bubbles can be measured by visual observation using a suitable pattern recognition algorithm. The aim of this study was to improve the preliminary pattern recognition algorithm, developed by Vesa Tanskanen in his doctoral dissertation, by using MATLAB. Video material from the PPOOLEX test facility, recorded during thermal stratification and mixing experiments, was used as a reference in the development of the algorithm. The developed algorithm consists of two parts: the pattern recognition of the bubbles and the analysis of recognized bubble images. The bubble recognition works well, but some errors will appear due to the complex structure of the pool. The results of the image analysis were reasonable. The volume and the surface area of the bubbles were not evaluated. Chugging frequencies calculated by using FFT fitted well into the results of oscillation frequencies measured in the experiments. The pattern recognition algorithm works in the conditions it is designed for. If the measurement configuration will be changed, some modifications have to be done. Numerous improvements are proposed for the future 3D equipment.

The role of due diligence in cross-border acquisitions

Mergers and acquisitions (M&A) have become an important strategy for international expansion, even though numerous acquisitions fail to achieve their financial and strategic objectives. The risk associated with transactions partly depends on the extent to which the insight into the target company actually holds true. Due diligence is performed to eliminate this information asymmetry. Due diligence is an audit conducted prior to the planned transaction. It can be described as a purposeful and systematic investigation of business opportunity and risk during on-going sale negotiations. The importance of due diligence is emphasized widely in the academic literature as well as among M&A practitioners. On the other hand, researches and practitioners have differing views on what and how much is enough for a due diligence audit. Therefore, this study examines the role of due diligence in a cross-border acquisition process. The main objective of the research is fulfilled by examining the reasons for conducting due diligence, recognizing the elements affecting effective due diligence and analyzing the need and opportunities for enhancing the utilization of due diligence. For the empirical part of this qualitative study five expert interviews were conducted among experienced Finnish acquirers and advisors. In addition, five expert interviews conducted for a distinct study were utilized as a secondary source of data. The results of this study present fundamental reasons for conducting due diligence. However, conducting due diligence is not always self-evident. Doubtful attitude towards due diligence exists, though it is exceptional. Carefully planning the focus of due diligence and compiling and managing the team conducting due diligence are identified as the main elements affecting effective due diligence. Altogether, due diligence can have plural roles which in this study are categorized as the confirmatory, preparative, and cross-functional roles of due diligence. The older academic literature tends to emphasize the confirmatory role whereas the current academic discussion also supports the preparative role of due diligence. It can be argued that the roles of due diligence differ among experienced due diligence practitioners based on several factors. In attempt to increase the value of due diligence for acquirers, more than one role of due diligence is likely to exist. As a result of the different approaches and the controversy regarding the concept of due diligence, the demand for a new, wider definition of due diligence can be claimed to exist.

Bordering with Culture(s): Europeanization and Cultural Agency at the External Border of the European Union.

Rajallistamisen kulttuuri(t): Eurooppalaistuminen ja kulttuurinen toimijuus Euroopan unionin ulkorajalla Euroopan integraation ja Euroopan unionin laajentumisen myötä EU:n sisärajat ovat avautuneet kun taas sen ulkorajoilla lisääntyvää rajan ylitysten valvontaa on pyritty kompensoimaan yhteistyön merkitystä ja verkostoitumista painottamalla. Tämä tutkimus pyrkii ymmärtämään EU:n ulkorajan muutosten merkitystä paikalliselle hyvinvoinnille sekä laajemmin ylirajaisuuden merkitystä identiteettien rakentamiselle raja-alueilla. EU:n ulkorajalla Puolassa ja Suomessa toteutettavat rajat ylittävät, kulttuuriin ja kulttuuriperintöön liittyvät, projektit kertovat eurooppalaistumisesta ja sen vaikutuksista kulttuurisen horisontin muutokselle. Voidaan nähdä miten Eurooppa kulttuurisena konstruktiona tulee paikallisesti merkittäväksi tavoilla jotka kertovat myös paikallisten toimijoiden mahdollisuuksista osallistua EU-rajan muutoksia ja paikallisuutta määritteleviin prosesseihin. Tällöin erityisesti raja-alueiden materiaalisen perinnön, ja sen mahdollistamien rajaan liittyvien neuvottelujen, voidaan nähdä kertovat Eurooppalaistumisesta myös ns. alhaaltapäin muotoutuvana prosessina. Artikkeliväitöskirjan taustalla on Puolan ja Suomen toisen maailmansodan seurauksena luovuttamien raja-alueiden (Kresy ja Karjala) asema nykyisellä Euroopan unionin ulkorajalla. Tutkimusidea perustuu tutkijan omiin kokemuksiin projekteista Puolan ja Ukrainan raja-alueella vuonna 2003, ennen Puolan liittymistä EU:hun vuonna 2004. Tutkimusaineisto on peräisin vuosien 2005-2009 aikana tehdyistä ns. monipaikkaisista (multi-sited) kenttätöistä EU:n ulkorajalla, pääosin Puolassa ja Suomessa, joissa kohteena olivat kulttuuria ja kulttuuriperintöä hyödyntävät, pääosin EU-rahoitetut, rajat ylittävät projektit. Materiaalit koostuvat 34 projektitoimijan haastatteluista, projektien materiaaleista, kenttätöiden havainnoista, paikallisten sanomalehtien artikkeleista sekä eri tasoilla (EU, kansallinen, alueellinen) tuotetuista ohjelmadokumenteista. Huomio kiinnittyy projektitoimijoiden tapoihin tehdä rajanylityksiä, sekä heidän tapaansa kokea ja hyödyntää raja-alueiden kulttuuriperintöä sekä ymmärtää niiden nykyistä kulttuurista moninaisuutta. Tällöin havaitaan miten erilaiset eurooppalaiset ideat, representaatiot ja käytänteet tulevat osaksi erilaisia translokaaleja, rajat ylittäviä ja paikallis-eurooppalaisia, suhteita. Vertailun kohteeksi eivät tällöin asetu projektit, toimijat tai raja-alueet sinänsä, vaan näihin suhteisiin liittyvä kulttuurinen toimijuus. Keskeinen käsite tutkimuksessa on ’rajallistaminen’, eli sen havaitseminen, miten jokainen rajan ylitys tarkoittaa myös neuvottelua rajasta. Rajan ylitys voi siis tarkoittaa myös sen vahvistamista. Myös itse raja voi asettua toiminnan kohteeksi, jolloin nousee esiin se, miten rajat ylittäviä ”kulttuureja” käytetään ja mitkä ovat niiden rajaan liittyvät paikalliset merkitykset. Kysymys on siitä kuka, ja kenelle, rajan merkityksiä neuvottelee? Projektitoimijoiden voidaan nähdä neuvottelevan näitä erilaisia ”kulttuureja” jotka tuottavat rajaa neuvottelevia suhteita, kuten esimerkiksi yhteistyön verkostojen tapaa ohittaa rajan paikallinen merkitys. Tämä rajallistaminen voi kuitenkin tarkoittaa myös paikallisten kulttuuristen identifikaatioiden huomioimista. Tällöin kyse on myös sen luovuuden havaitsemisesta, jota yksilöillä on kun he neuvottelevat näitä erilaisia rajallistamisen kulttuureja. Erityisesti toisen maailmansodan seurauksena valtiorajoista tuli vahvasti kansallisia kulttuureja erottavia, mutta nyt kulttuurisista rajoista neuvotellaan ja rajojen yli tapahtuva vuorovaikutus, sekä paikallisen ja Eurooppalaisen tason väliset suhteet, ja niiden moniäänisyys, nousevat tutkimuksen keskiöön. Tutkimuksen yhteenvedon kannalta keskeinen on kysymys raja/alueen kestävyydestä. Tyypillisesti verkostoitumista painottavan rajat ylittävän yhteistyön suhde paikalliseen yhteisöön voi jäädä häilyväksi. Tavoite paikallisen kulttuuriperinnön suojeluun ei itsessään vielä kerro sen merkityksestä paikalliselle hyvinvoinnille. Arvioinnin kannalta on hyödyllistä nähdä miten myös materiaalisella perinnöllä on toimijuutta osana paikallisuutta muokkaavia suhteita. Paikallisten asukkaiden kokemus rajasta voi edelleen olla että se ei ole muuttunut Neuvostoliiton ajoista, toisaalta EU:nkin voidaan toivoa määrittelemään rajansa vielä tarkemmin, jotta sen kansallinen luonne muuttuisi. Tutkimus nostaa esiin miten eurooppalaiset yhteistyötä ja kulttuurista moninaisuutta korostavat ideat ja käytänteet vaikuttavat erityisesti puolalaisten toimijoiden mahdollisuuksiin määritellä EU-rajaan liittyviä prosesseja osana paikallisia kulttuuriperinnön määrittelyjä. Paikallisten rajaan liittyvien kulttuuristen identifikaatioiden liittäminen osaksi projekteja ei kuitenkaan ole helppoa. Toisaalta rajan merkitys on sisäistetty osana arkea, toisaalta taas rajaan liittyvät suuret kertomukset kansallisena ja EU-rajana voivat olla etäännyttäviä tekijöitä. EU-raja, projektit ja monikulttuurisen perinnön autenttisuus ovat kuitenkin raja-alueen toimijoille ja yhteisöille mahdollisuus osallistua rajallistamiseen. Toiminnan kestävyyden kannalta kyse on pitkälti siitä avaako rajallistaminen paikallisen perinnön merkityksiä osana paikallis-eurooppalaisia suhteita.

Modeling of fireside deposit formation in two industrial furnaces

Fireside deposits can be found in many types of utility and industrial furnaces. The deposits in furnaces are problematic because they can reduce heat transfer, block gas paths and cause corrosion. To tackle these problems, it is vital to estimate the influence of deposits on heat transfer, to minimize deposit formation and to optimize deposit removal. It is beneficial to have a good understanding of the mechanisms of fireside deposit formation. Numerical modeling is a powerful tool for investigating the heat transfer in furnaces, and it can provide valuable information for understanding the mechanisms of deposit formation. In addition, a sub-model of deposit formation is generally an essential part of a comprehensive furnace model. This work investigates two specific processes of fireside deposit formation in two industrial furnaces. The first process is the slagging wall found in furnaces with molten deposits running on the wall. A slagging wall model is developed to take into account the two-layer structure of the deposits. With the slagging wall model, the thickness and the surface temperature of the molten deposit layer can be calculated. The slagging wall model is used to predict the surface temperature and the heat transfer to a specific section of a super-heater tube panel with the boundary condition obtained from a Kraft recovery furnace model. The slagging wall model is also incorporated into the computational fluid dynamics (CFD)-based Kraft recovery furnace model and applied on the lower furnace walls. The implementation of the slagging wall model includes a grid simplification scheme. The wall surface temperature calculated with the slagging wall model is used as the heat transfer boundary condition. Simulation of a Kraft recovery furnace is performed, and it is compared with two other cases and measurements. In the two other cases, a uniform wall surface temperature and a wall surface temperature calculated with a char bed burning model are used as the heat transfer boundary conditions. In this particular furnace, the wall surface temperatures from the three cases are similar and are in the correct range of the measurements. Nevertheless, the wall surface temperature profiles with the slagging wall model and the char bed burning model are different because the deposits are represented differently in the two models. In addition, the slagging wall model is proven to be computationally efficient. The second process is deposit formation due to thermophoresis of fine particles to the heat transfer surface. This process is considered in the simulation of a heat recovery boiler of the flash smelting process. In order to determine if the small dust particles stay on the wall, a criterion based on the analysis of forces acting on the particle is applied. Time-dependent simulation of deposit formation in the heat recovery boiler is carried out and the influence of deposits on heat transfer is investigated. The locations prone to deposit formation are also identified in the heat recovery boiler. Modeling of the two processes in the two industrial furnaces enhances the overall understanding of the processes. The sub-models developed in this work can be applied in other similar deposit formation processes with carefully-defined boundary conditions.

Determinants of Polylepis (Rosaceae) Forest Distribution and Treeline Formation in the High Andes

High elevation treelines are formed under common temperature conditions worldwide, but the functional mechanisms that ultimately constrain tree growth are poorly known. In addition to environmental constraints, the distribution of high elevation forests is largely affected by human influence. Andean Polylepis (Rosaceae) forests are an example of such a case, forests commonly growing in isolated stands disconnected from the lower elevation montane forests. There has been ample discussion as to the role of environmental versus anthropogenic causes of this fragmented distribution of Polylepis forests, but the importance of different factors is still unclear. In this thesis, I studied functional, environmental and anthropogenic aspects determining Polylepis forest distribution. Specifically, I assessed the degree of genetic determinism in the functional traits that enable Polylepis species to grow in cold and dry conditions. I also studied the role of environment and human influence constraining Polylepis forest distribution. I found evidence of genetically determined climatic adaptations in the functional traits of Polylepis. High elevation species had reduced leaf size and increased root tip abundance compared to low elevation species. Thus these traits have potentially played an important role in species evolution and adaptation to high elevation habitats, especially to low temperatures. I also found reduced photosynthesis rate among high elevation tree species compared to low elevation species, supporting carbon source limitation at treelines. At low elevations, Polylepis forest distribution appeared to be largely defined by human influence. This suggests that the absence of Polylepis forests in large areas in the Andes is the result of several environmental and anthropogenic constraints, the role of environment becoming stronger towards high elevations. I also show that Polylepis trees grow at remarkably low air and soil temperatures near treelines, and present new evidence of the role of air temperatures in constraining tree growth at high elevations. I further show that easily measurable indices of accessibility are related to the degree of degradation of Polylepis forest, and can therefore be used in the rapid identification of potentially degraded Polylepis forests. This is of great importance for the conservation and restoration planning of Polylepis forests in the Andes. In a global context, the results of this thesis add to our scientific knowledge concerning high elevation adaptations in trees, and increase our understanding of the factors constraining tree growth and forest distribution at high-­elevation treelines worldwide.

Oxalic acid and calcium oxalate in production of wood-containing paper : formation, analysis, and control

Papperstillverkningen störs ofta av oönskade föreningar som kan bilda avsättningar på processytor, vilket i sin tur kan ge upphov till störningar i pappersproduktionen samt försämring av papperskvaliteten. Förutom avsättningar av vedharts är stenliknande avlagringar av svårlösliga salter vanliga. I vårt dagliga liv är kalkavlagringar i kaffe- och vattenkokare exempel på liknande problem. I massa- och pappersindustrin är en av de mest problematiska föreningarna kalciumoxalat; detta salt är nästan olösligt i vatten och avlagringarna är mycket svåra att avlägsna. Kalciumoxalat är också känt som en av orsakerna till njurstenar hos människor. Veden och speciellt barken innehåller alltid en viss mängd oxalat men en större källa är oxalsyra som bildas när massan bleks med oxiderande kemikalier, t.ex. väteperoxid. Kalciumoxalat bildas när oxalsyran reagerar med kalcium som kommer in i processen med råvattnet, veden eller olika tillsatsmedel. I denna avhandling undersöktes faktorer som påverkar bildningen av oxalsyra och utfällningen av kalciumoxalat, med hjälp av bleknings- och utfällningsexperiment. Forskningens fokus låg speciellt på olika sätt att förebygga uppkomsten av avlagringar vid tillverkning av trähaltigt papper. Resultaten i denna avhandling visar att bildningen av oxalsyra samt utfällning av kalciumoxalat kan påverkas genom processtekniska och våtändskemiska metoder. Noggrann avbarkning av veden, kontrollerade förhållanden under den alkaliska peroxidblekningen, noggrann hantering och kontroll av andra lösta och kolloidala substanser, samt utnyttjande av skräddarsydd kemi för kontroll av avlagringar är nyckelfaktorer. Resultaten kan utnyttjas då man planerar blekningssekvenser för olika massor samt för att lösa problem orsakade av kalciumoxalat. Forskningsmetoderna som användes i utfällningsstudierna samt för utvärdering av tillsatsmedel kan också utnyttjas inom andra områden, t.ex. bryggeri- och sockerindustrin, där kalciumoxalatproblem är vanligt förekommande. -------------------------------------------- Paperinvalmistusta häiritsevät usein erilaiset epäpuhtaudet, jotka kiinnittyvät prosessipinnoille ja haittaavat tuotantoa sekä paperin laatua. Puun pihkan lisäksi eräs yleinen ongelma on niukkaliukoisten suolojen aiheuttamat kivettymät. Kalkkisaostuma kahvinkeittimessä on esimerkki vastaavasta ongelmasta arkielämässä. Massa- ja paperiteollisuudessa yksi hankalimmista kivettymien muodostajista on kalsiumoksalaatti, koska se on lähes liukenematonta ja sen aiheuttamat saostumat ovat erittäin vaikeasti poistettavia. Kalsiumoksalaatti on yleisesti tunnettu myös munuaiskivien aiheuttajana ihmisillä. Puu ja varsinkin sen kuori sisältää aina jonkin verran oksalaattia, mutta suurempi lähde on kuitenkin oksaalihappo jota muodostuu valkaistaessa massaa hapettavilla kemikaaleilla, kuten vetyperoksidilla. Kalsiumoksalaattia syntyy kun veden, puun ja lisäaineiden mukana prosessiin tuleva kalsium reagoi oksalaatin kanssa. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin oksaalihapon muodostumiseen ja kalsiumoksalaatin saostumiseen vaikuttavia tekijöitä valkaisu- ja saostumiskokeiden avulla. Tutkimuksen painopiste oli saostumien ehkäisemisessä puupitoisten painopaperien valmistuksessa. Työssä saadut tulokset osoittavat että oksaalihapon muodostumiseen ja kalsiumoksalaatin saostumiseen voidaan vaikuttaa sekä prosessiteknisten että märänpään kemian keinojen avulla. Tehokas puun kuorinta, optimoidut olosuhteet peroksidivalkaisussa, muiden liuenneiden ja kolloidisten aineiden hallinta sekä räätälöidyn kemian hyödyntäminen kalsiumoksalaattisaostumien torjunnassa ovat keskeisissä rooleissa ongelmien välttämiseksi. Väitöskirjatyön tuloksia voidaan hyödyntää massan valkaisulinjoja suunniteltaessa sekä kalsiumoksalaatin aiheuttamien ongelmien ratkaisemisessa. Tutkimusmenetelmiä, joita käytettiin saostumiskokeissa ja eri lisäaineiden vaikutusten arvioinnissa, voidaan hyödyntää massa- ja paperiteollisuuden lisäksi myös muilla alueilla, kuten sokeri- ja panimoteollisuudessa, joissa ongelma on myös yleinen.