TEHO-hankkeen raportteja, osa 3 : Fosforin kerrostuminen, Lietteenlevitys sokerijuurikkaalle, Lannan levityskokeilut, Separointi, Typen poisto

Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hankkeen tavoitteena on edistää maatalouden vesiensuojelua. Tähän julkaisuun on koottu tuloksia TEHO-hankkeen aikana tehdyistä kokeiluista ja seurannoista. Julkaisun ensimmäinen osa käsittelee fosforin kerrostumista suorakylvölohkoilla ja suojavyöhykkeillä. Fosforin kerrostuminen maan pintakerroksiin pellon muokkauksen loputtua on ongelmallista varsinkin liukoisen fosforin osalta, koska se on tällöin alttiina huuhtoutumiselle pintavalunnan mukana. Toisessa osassa käsitellään TEHO-hankkeen ja Sokerijuurikkaan tutkimuskeskuksen yhteistyössä toteuttamaa kokeilua, jossa lietelantaa levitettiin sokerijuurikkaalle kasvukaudella. Näin voidaan vähentää maan tiivistymistä ja saada ravinteet paremmin juurikkaiden käyttöön. Kolmannessa osassa kuvataan sian lietelannan ja biokaasulaitoksen maanparannusmädätteen vaikutuksia ohrasatoon eri lannanlevitysmenetelmillä. Neljänteen osaan on kerätty kokemuksia lietelannan separointikokeilusta kahdeksalla TEHO-tilalla. Viides osa käsittelee vermikuliittia (GeoTrap), joka on Turun yliopistossa kehitetty materiaali ammoniumtypen poistoon. Sitä voitaisiin hyödyntää lannan typpivalumien ehkäisyyn ja typpiravinteiden talteenottoon esimerkiksi jaloittelutarhojen valumavesistä. Julkaisu on toteutettu osana Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hanketta.

TEHO-hankkeen raportteja, osa 4 : Ympäristötukijärjestelmät ja vesiensuojelutoimenpiteet EU-maissa : Biodiversiteettitoimenpiteet EU-maissa : TEHO-hankkeen kokemuksia Suomen erityistuista

Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hankkeen tavoitteena on edistää maatalouden vesiensuojelua. Tähän julkaisuun on koottu tuloksia TEHO-hankkeen kokemuksista ja selvityksistä liittyen nykyisiin ympäristötukiin. Ensimmäinen raportti kuvailee ja vertailee keskenään eri maiden ympäristötukiohjelmia yleensä ja erityisesti niiden vesiensuojelutoimenpiteitä. Toinen osa, joka on JÄRKI – hankkeen (Sensible enhancement of water protection and biodiversity in agriculture) Environmental Expert / MJ-Prosessit Oy:llä teettämä, käsittelee eräiden EU-maiden ympäristötukiohjelmien luonnon monimuotoisuuden ylläpitoon ja suojeluun liittyviä toimenpiteitä. Julkaisun kolmannessa osassa on kerätty yhteen TEHO-hankkeen aikana saatuja kokemuksia ympäristötuen erityistuista. Kokemuksia on saatu viljelijöiltä sekä tilakäynneillä että erilaisissa tilaisuuksissa. Julkaisu on toteutettu osana Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hanketta.

TEHO-hankkeen raportteja, osa 1

Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hankkeen tavoitteena on edistää maatalouden vesiensuojelua. Tähän julkaisuun on koottu tuloksia TEHO-hankkeen kokeiluista ja selvityksistä. Julkaisun ensimmäinen raportti käsittelee jaettua typpilannoitusta ja toisessa osassa käsitellään pientareiden ja suojakaistojen vaikutusta peltolohkolta saatavaan taloudelliseen tulokseen. Kolmannessa osassa esitetään tuloksia kokeilusta, jossa pyrittiin vähentämään kipsin avulla fosforin huuhtoutumista pellolta. Neljäs raportti käsittelee valumavesien kemiallista käsittelyä. Julkaisu on toteutettu osana Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hanketta.

TEHO-hankkeen raportteja, osa 2 : Peltomaan laatutesti : Ravinnetaseet

Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hankkeen tavoitteena on edistää maatalouden vesiensuojelua. Tähän julkaisuun on koottu tuloksia TEHO-hankkeen selvityksistä. Julkaisun ensimmäisessä osassa on kerätty yhteen kokemuksia ja palautetta, joita on saatu hankkeessa tehdyistä Peltomaan laatutesteistä. Testin avulla havainnoidaan ja saadaan tietoa peltomaan fysikaalisesta ja biologisesta tilasta sekä maan kokonaisvaltaisesta tilanteesta. Testissä saadut havainnot toimivat perusteena pellon kasvukuntoa parantaville toimenpiteille. Toinen raportti on yhteenveto TEHO-tiloille lasketuista ravinnetaseista. Ravinnetaselaskenta on työkalu, jonka avulla viljelijä saa arvokasta tietoa ravinteiden käytön tehokkuudesta omilla pelloillaan. Julkaisu on toteutettu osana Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hanketta.

Kohdentamalla suurin hyöty maatalouden ympäristönsuojeluun : TEHO Plus -hankkeen (2011-2014) loppuraportti

TEHO Plus, Maatalouden vesiensuojelun tehostaminen -hanke jatkoi TEHO-hankkeen aloittamaa työtä vuosina 2011–2014. Hankkeen toiminnan painopistealueina ovat olleet maatalouden ympäristöneuvojien koulutuspaketin luonti ja koulutuksen kokeileminen, tilakohtainen neuvonta ja neuvonnasta saatujen kokemusten hyödyntäminen, tietopaketin kokoaminen maatalouden ympäristöasioista, tilatason kokeilutoiminta ja vedenlaadun seurannan kehittäminen. Ympäristötoimia on neuvonnassa suositeltu kohdennettavaksi paikkatietoaineistoja ja ravinnetaseita hyödyntäen. Hanke toteutettiin Varsinais-Suomen ELY-keskuksen, MTK-Satakunnan ja MTK-Varsinais-Suomen yhteistyönä. Hanketta rahoittivat maa- ja metsätalousministeriö sekä ympäristöministeriö. Tärkeänä kumppanina hankkeessa olivat yhteistyöviljelijät, joiden kanssa kehitettiin ympäristöneuvontaa ja toteutettiin kokeilutoimintaa. Hankkeen toiminta-alueena oli Satakunta ja Varsinais-Suomi, mutta hankkeen tulokset ovat valtakunnallisesti hyödynnettävissä. Valtakunnallista näkemystä haettiin tiiviillä yhteistyöllä eri maakuntien toimijoiden kanssa. Tähän loppuraporttiin on koottu hankkeen kokemuksia ja tuloksia ympäristöneuvonnasta, ympäristöneuvojien koulutuksesta, tilakäynnistä ja viljelijöiden antamasta palautteesta ympäristöneuvonnasta, vedenlaadun seurannan kehittämisestä, kokeilutoiminnasta sekä hanketyöstä.

Targeted measures bring the greatest benefits for environmental protection in agriculture final report of the TEHO Plus project (2011–2014)

Targeted measures bring the greatest benefits for environmental protection in agriculture final report of the TEHO Plus project (2011–2014). Particular priority areas of the project activities included creating a training package for agri-environment advisers and testing it, farm-specific advisory services and exploitation of experiences of advice provision, putting together an information package of agri-environment issues, farm-level experiments, and development of water quality monitoring. The recommendations issued by advisers on targeting environmental measures were based on utilising geographical information material and nutrient balances. The project was implemented in cooperation by Southwest Finland Centre for Economic Development, Transport and the Environment, MTK-Satakunta and MTK-Varsinais-Suomi. The project received funding from the Ministry of Agriculture and Forestry and the Ministry of the Environment. Participating farmers, with whom environmental advice was developed and experiments were carried out, were important partners for the project. The operating area of the project was Satakunta and Varsinais-Suomi in Southwest Finland, but its outcomes can be exploited nationally. A national perspective was ensured by close cooperation with actors in different provinces. This final report describes project experiences and outcomes including environmental advisory services, training of agri-environmental advisers, farm visits and the feedback received from farmers on agri-environmental advice, development of water quality monitoring, experiments and project work.

Vuosaaren B-voimalaitoksen lauhduttimien merivesikanavaan sijoitettavan pienvesivoimalan kannavuusselvitys

Insinöörityön tavoitteena oli tehdä teknis-taloudellinen selvitystyö pienvesivoimasta Vuosaaren B-voimalaitokselle. Ensimmäiseksi täytyi selvittää laitoksen virtausolosuhteet, putouskorkeus, saavutettavissa oleva teho, konkreettinen sijoittumispaikka laitoksessa, tarvittavat rakenteet, laitteistot, sähköistys ja ohjausjärjestelmät sekä näiden kaikkien kustannukset. Työn alkuosassa käsitellään vesivoimaloiden teoriaa ja niihin liittyviä yleisiä asioita. Loppuosassa tarkastellaan Vuosaaren B-voimalaitosta sekä varsinaista teknis-taloudellista selvitystyötä. Työn teoriaosuuteen tietoja hankittiin kirjallisuudesta sekä Internetistä. Varsinaisessa selvitystyössä tietojen hankkimisessa auttoivat Helsingin Energian sekä muiden yritysten asiantuntijat. Selvitettyjen alkuarvojen ja muiden tietojen perusteella pystyttiin lopuksi tekemään yleisarvio kannattavuudesta sekä arvio investointien kannattavuudesta. Työssä käsiteltiin seuraavia toteutettavissa olleita vaihtoehtoja: yksi turbiini, kaksi turbiinia tai ei turbiinia ollenkaan. Yhdellä turbiinilla vuotuinen käyttöaika olisi ollut laitoksen käyttötietojen perusteella noin 7500 tuntia vuodessa. Kahden turbiinin vaihtoehdossa yhtä turbiinia olisi käytetty 6000 tuntia vuodessa ja kahden turbiinin yhteiskäyttöaika olisi jäänyt vain 1500 tuntiin vuodessa. Näistä syistä johtuen parhaaksi ratkaisuksi muodostui yhden turbiinin vaihtoehto, jossa turbiinin käyttöaika oli optimaalinen ja investointikustannukset pysyivät kohtuullisina. Turbiinin pois jättäminen ei myöskään olisi järkevää, koska turbiinin avulla laitoksen energia tehokkuus paranisi. Selvitystyön avulla Helsingin Energia voi tehdä päätöksen pienvesivoimalaan investoimisesta, mikä selvityksen perusteella vaikuttaisi kannattavalta.

Hiiliteräspalkin kuitulaserhitsaus

Hitsaavassa teollisuudessa kilpailukyvyn säilyttäminen ja mahdollinen parantaminen edellyttää hitsauksen tehokkuuden nostoa. Laserhitsauksen nopeus, tarkkuus, tasainen laatu ja aikaansaatava syvä tunkeuma ovatkin vakiinnuttaneet menetelmän vankan aseman tehokkaana valmistusmenetelmänä. Sähkön ja heliumin hinnan nousu ovat pakottaneet teollisuuden miettimään entistä tehokkaampien ja ympäristöystävällisempien laserlähteiden hankkimista. Kuitulaserin korkea hyötysuhde, hyvä säteenlaatu, suuri teho ja matalat käyttökustannukset ovat herättäneet kiinnostusta laserhitsaavassa teollisuudessa. Diplomityössä keskityttiin kuitulaserhitsauksen soveltamiseen. Työn tavoitteena oli parantaa kuitulaserhitsausmenetelmän ymmärrystä ja saada käsitys siitä, miten valitaan hitsausparametrien arvot, ja soveltuuko kuitulaser teolliseen tuotantoon. Tutkimuksessa pyrittiin löytämään peruskokeilla optimaaliset hitsausparametrit, joilla syntyy hyvin tunkeutunut, vähän huokosia sisältävä, ja ulkoisesti laadukas hitsi, sekä optimaalinen hitsin tunkeumaprofiili. Lopuksi hitsausparametreja testattiin tuotteen hitsauksessa. Kuitulaser soveltuu erinomaisesti hiiliteräksen hitsaukseen ja hyvin erikoislujien terästen hitsaukseen, kun teräksen hiili- ja rikkipitoisuudet ovat matalia. Sillä on laaja parametrialue. Yleisimmät hitsausvirheet ovat vajaa hitsautumissyvyys ja huokoset. Tässä diplomityössä keskityttiin etsimään yhdelle valmistettavalle tuotteelle optimaaliset kuitulaserhitsausparametrit. Kuitulaserin laser- ja prosessiparametrien vaikutusta hitsiin ei ole juurikaan tutkittu. Diplomityön kokeiden perusteella olisi hyvä tehdä eri materiaalien jatkotutkimusta railonvalmistuksen, kuten liitoksen oksidikerroksen ja ilmaraon sekä suojakaasun, vaikutuksesta hitsiin. Kuitulaserin hyvä säteenlaatu ja muut laser-parametrit ovat tuoneet mukanaan prosessiin uusia ilmiöitä, joita on syytä tutkia lisää.

Vaneri- ja kertopuutehtaiden kuivatuskoneiden lämmöntalteenottojen järjestelmäselvitys

Vanerin tai kertopuun valmistusprosessissaviilun kuivaukseen käytetään suurin osa koko valmistusprosessin primäärienergiasta. Viilunkuivauskoneessa viilun sisältämä vesi siirretään tyypillisesti prosessihöyryllä lämmitettyyn viilunkuivaajan kiertoilmaan höyrystämällä ja poistetaanviilunkuivaajasta poistoilman mukana. Viilunkuivaajan poistoilma on lämmintä jaerittäin suuren kosteuspitoisuutensa takia sisältää runsaasti energiaa. Tyypillisellä viilunkuivaajalla poistoilmaan sitoutunut lämpöteho vaihtelee prosessiolosuhteista riippuen välillä 2,7-5,7 MW. Diplomityössä tutkittiin viilunkuivaajan poistoilman sisältämän lämmön talteenottoa laitteistolla, johon kuuluu lämmöntalteenottopesuri, jossa poistoilmalla lämmitetään tuotantolaitoksen tukkipuun hautomon kiertovettä sekä ilma-ilma-lämmönsiirrin, jolla lämmitetään pesurista poistuvan ilman jäännöslämmöllä ulkoilmaa tehdassalin tuloilmakäyttöön. Työn tavoitteena oli kehittää lämmöntalteenottojärjestelmän suunnittelua, mitoitusta ja ajotapoja. Työssä analysoitiin teoreettisesti pesuria ja ilmalämmönsiirrintä, kehitettiin lämmöntalteenottopesurin simulointimenetelmä ja mitattiin toiminnassa olevia talteenottolaitteistoja. Tutkimuksessa todettiin lämmöntalteenottohyötysuhteen vaihtelevan lämmityskaudella välillä 50-70 %. Lämmöntalteenottolaitteiston pesurin veteen saatava teho riippuu ensisijaisesti viilunkuivaajan poistoilman lämpösisällöstä, joka on enimmäkseen kosteusriippuvainen ja ilmanvaihtoilmaan saatava teho ulkolämpö-tilan määräämästä tehontarpeesta. Pesurin vesijärjestelmän vaikutusmekanismit pesurin suorituskykyyn tunnistettiin ja niiden pohjalta annetaan suositukset mitoitukseen ja ajotapaan. Lämmöntalteenottolaitteiston lämpötehon tasapainottamiseen pesurin ja ilma-ilma-lämmönsiirtimen välillä mitoituksen avulla esitellään työkalut.

Suurnopeushilaohjain IGB-transistoreille

Hilalta ohjattavien tehokytkimien, kuten IGBT tai MOSFET, ohjaaminen toteutetaan ohjausjännitettä muuttamalla. Hilaohjaimen tehtävä on ladata tehokytkimen hilakapasitanssia ohjattuun jännitteeseen. Hilaohjaimen siirtämän varauksen suuruuteen vaikuttaa hilakapasitanssin todellinen suuruus ja käytettävä ohjausjännite. Hilaohjaimen virrankäsittelykyky määrittää hilaohjaimen nopeuden siinä mielessä, että ohjattavan komponentin hilavaraus tulisi pystyä lataamaan ja purkamaan tietyssä suhteessa kytkentätaajuuteen. Kytkentätaajuuksien kasvaessa myös hilaohjaimen virrankäsittelykyky sekä hilaohjaimen teho joutuvat uudelleen arvioitaviksi. Työssä perehdytään IGBT:n toimintaan ja hilaohjainratkaisuihin suurilla kytkentätaajuuksilla. Työssä ontutkittu mahdollisuutta rakentaa IGBT:n hilaohjain jo markkinoilla olevista MOSFET:ien hilaohjaimista. Suurnopeushilaohjaimesta suunnitellaanja rakennetaan prototyyppi. Prototyypin suoriutumista tehtävistään tarkastellaan tekemällä mittauksia. Lopuksi arvioidaan asioita joiden tulee muuttua matkalla kohti megahertsien kytkentätaajuuksia.