Hiilidioksidin talteenotto savukaasuista kalsiumkiertoprosessin avulla – aine- ja energiatase tarkastelu

Kalsiumkiertoprosessi on yksi mahdollinen keino sitoa ja ottaa talteen eri polttolaitoksien tuottamaa hiilidioksidia ja näin hillitä kasvihuoneilmiötä. Prosessissa käytetään hyväksi kalsiummateriaalia, esimerkiksi kalkkikiveä, johon hiilidioksidi karbonointireaktorissa sidotaan. Kalsinointireaktorissa tapahtuu käänteisreaktio, jossa hiilidioksidi vapautuu ja saadaan kerättyä talteen. Kalsiumkiertoprosessiin perustuva hiilidioksidin talteenottotekniikka on mahdollista jälkiasentaa myös olemassa oleviin polttolaitoksiin.

Metanolin tuotanto biomassasta

Tämä työ käsittelee eri tapoja, joilla biomassasta voidaan valmistaa metanolia. Työssä käydään läpi eri valmistusreitit sekä tarkastellaan biomassaa raaka-aineena. Työhön on myös koottu joidenkin maailmalla tehtyjen tutkimusten aine- ja energiataseita. Tutkimusten pohjalta mietitään onko metanolin tuotanto liikennepolttoaineeksi tällä hetkellä taloudellisesti tai energiatehokkuudeltaan järkevää. Metanolia voidaan valmistaa biomassasta pääsääntöisesti viidellä eri tavalla. Ensimmäinen tapa on kaasuttaa biomassaa, jolloin tuotetaan raaka-kaasua. Raaka-kaasusta jalostetaan synteesikaasua, josta voidaan metanolisynteesillä valmistaa metanolia. Toinen tapa metanolin valmistamiseksi on liittää tuotanto sellunkeiton yhteyteen. Tällöin raaka-aineena olisi selluprosessissa syntyvä mustalipeä, josta metanoli voidaan erottaa. Kolmas mahdollinen valmistusprosessi on biomassan mädätys. Mädätyksessä syntyy biokaasua, josta jalostetaan synteesikaasuaja siitä edelleen metanolia. Neljäs keino metanolin valmistamiseksi biomassasta on pyrolyysi. Puun pyrolyysissä puu kuumennetaan nopeasti hapettomissa tai rajallisen hapensaannin olosuhteissa. Prosessissa syntyvästä pyrolyysiöljystä voidaan erottaa metanolia tislaamalla. Viides mahdollinen reitti metanolin valmistukselle on Fischer¬–Tropsch-synteesi. Biomassasta saatu synteesikaasu johdetaan FT-synteesiin, jossa katalyyttisesti saadaan hiilivetyjen ohella tuotettua metanolia. Biopolttoaineiden kuten metanolin valmistusprosesseja tutkitaan ja kehitetään jatkuvasti, sillä uusiutumattomat energianlähteet eivät riitä loputtomasti ja niiden aiheuttamia hiilidioksidipäästöjä halutaan vähentää. Tällä hetkellä tuotantoteknologiat eivät ole vielä tarpeeksi kehittyneet, jotta tuotanto saataisiin vastaamaan kulutusta. Metanolia ei kuitenkaan vielä voida käyttää sellaisenaan liikennepolttoaineena, joten metanolin markkinat ainakin vielä ovat sillä saralla varsin kapeat.

Erikoispuristimen kehitys liikkuvalle raaka-ainerainalle

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää Lappeenrannan teknilliselle yliopistolle nopeasti ja ketterästi liikkuva, lävistyksiä ja muovauksia tekevä puristin. Laitteisto on tarkoitus liittää osaksi tuotantolinjaa, jossa suulakepuristin eli ekstruuderi tuottaa pehmeä, ei-metallista materiaalia katkeamattomasti. Teoriaosuudessa esitellään vaihtoehdot puristimen, ohjauksen, työkalun ja liikutuslaitteiston osalta. Empiriaosuudessa suoritetaan laitteiston eri komponenttien valinta hinnan, nopeuden, kestävyyden, käytettävyyden ja koon perusteella. Tutkimuksen lopussa arvioidaan laitteistokokonaisuuden nopeutta suulakepuristimen tuotaman materiaalin maksiminopeuteen. Laitteiston nopeuden rajoittavana tekijänä toimii puristimen iskunopeus, jonka perusteella suulakepuristimen tuottaman materiaalin etenemisnopeus joudutaan pudottamaan hieman alle puoleen tavoitteena olleesta nopeudesta. Laitteiston kestävyyden heikon kohta on työstöä tekevien komponenttien liikuttamiseen tarkoitettu laitteisto. Puristuslaitteistoa on tarkoitus käyttää kahdeksan tuntia päivässä, viitenä päivänä viikossa, 52 viikkoa vuodessa. Näiden käyttötietojen perusteella koko laitteiston käyttöikä on useita vuosia.

Kansanhuoltoministeriön päätös tarkempia määräyksiä kutomateollisuustuotteiden, vaatetustarvikkeiden ja jalkineiden sekä niiden valmistukseen käytettävien raaka-aineiden kulutuksen säännöstelystä sisältävän kansanhuoltoministeriön päätöksen muuttamisesta

19 x 26 cm

No-Flatz on aine, joka ehkäisee renkaan puhkeamisen

kuv., 22 x 28 cm

Auton osa-, aine- ja tarvikehinnasto 1929

kuv., 21 x 28 cm

Taivaan aine ja henki

Kirjallisuusarvostelu

Pyrolyysiöljyn valmistus Suomessa kotimaisista raaka-aineista

Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää pyrolyysiöljyn tuotantomahdollisuuksia metsäbiomassasta Suomessa. Työssä käydään läpi olennaisia tuotantotekniikoita ja pohditaan tuotantolaitoksen mahdollista sijoituspaikkaa. Lisäksi tehdään karkea laskenta yksittäisen laitoksen ideaalisesta vuosikapasiteetista ja verrataan tulosta olemassa olevasta laitoksesta saatuihin tietoihin.

Industrial-Scale hydrothermal carbonization of waste sludge materials for fuel production

Hydrothermal carbonization (HTC) is a thermochemical process used in the production of charred matter similar in composition to coal. It involves the use of wet, carbohydrate feedstock, a relatively low temperature environment (180 °C-350 °C) and high autogenous pressure (up to 2,4 MPa) in a closed system. Various applications of the solid char product exist, opening the way for a range of biomass feedstock materials to be exploited that have so far proven to be troublesome due to high water content or other factors. Sludge materials are investigated as candidates for industrial-scale HTC treatment in fuel production. In general, HTC treatment of pulp and paper industry sludge (PPS) and anaerobically digested municipal sewage sludge (ADS) using existing technology is competitive with traditional treatment options, which range in price from EUR 30-80 per ton of wet sludge. PPS and ADS can be treated by HTC for less than EUR 13 and 33, respectively. Opportunities and challenges related to HTC exist, as this relatively new technology moves from laboratory and pilot-scale production to an industrial scale. Feedstock materials, end-products, process conditions and local markets ultimately determine the feasibility of a given HTC operation. However, there is potential for sludge materials to be converted to sustainable bio-coal fuel in a Finnish context.

Biohiilen tuotannon toimintaedellytykset Parikkalassa

Suomessa on sitouduttu kansainvälisiin päästövähennystavoitteisiin ja uusiutuvan ener-gian osuuden kasvattamiseen. Biohiili on erinomainen polttoainevaihtoehto kivihiili-voimalaitoksissa, sillä sitä voidaan käyttää suurellakin seososuudella ilman merkittäviä rakenteellisia muutoksia polttoaineen syöttölaitteistoihin tai kattilaan. Biohiiltä voidaan käyttää myös metallurgiassa pelkistimenä, maanparannusaineena ja hiilinieluna. Biohiilen raaka-aineena toimii energia- ja kuitupuuhake. Parikkalan lähialueella on hyödyn-nettävissä olevaa teknis-taloudellista metsäenergiapotentiaalia keskisuuren biojalostamon perustamista varten. Biohiilen teoreettinen markkinapotentiaali on valtava, mutta sen taloudelliset kannattavuusnäkymät ovat heikot nykyhintatasolla. Biohiilen kilpailukykyä heikentävät kivihiilen ja päästöoikeuksien alhaiset hinnat ja biohiilen korkeat tuotantokustannukset. Biohiilimarkkinoiden kehittymistä jarruttaa myös olemassa olevan tuotannon puute. Biohiilen käyttöönotto edellyttäisi kansainvälisiä tukitoimia tai kivihiilen hinnan kasvua.

Lämpökynttilän palo-ominaisuuksiin vaikuttavien tekijöiden analytiikka: raaka-aineet, sydänlanka, rakenne ja olosuhteet

Työn tavoitteena oli tutkia lämpökynttilän palo-ominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä. Työn taustalla on yhteistyö suomalaisen kynttilävalmistajan kanssa. Kynttilävalmistajan lämpökynttilöissään käyttämän raaka-aineen hinnan noustessa, on valmistaja kiinnostunut käyttämään edullisempia raaka-aineita. Palamisen kriteerit saavuttavan kynttilän valmistaminen markkinoilla olevista uusista raaka-aineista on havaittu olevan haastavaa, ja vaatii edelleen kehitystyötä. Teoriaosassa käytiin läpi kynttilänvalmistusta yleisesti, RAL-laatustandardin asettamat kriteerit lämpökynttilälle, palamiseen vaikuttavia tekijöitä sekä työn kokeellisessa osassa käytettyjen analyysimenetelmien periaatteet. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin erilaisten kynttiläraaka-aineiden koostumusta ja ominaisuuksia sekä sydänlankojen rakennetta. Lisäksi tutkittiin, miten sydänlangan sisältämien säikeiden määrä, eri raaka-aineiden seossuhteiden muutos sekä jäähdytyslämpötilan muutos vaikuttavat lämpökynttilän palo-ominaisuuksiin. Työssä myös selvitettiin muutaman markkinoilla olevan kynttilän raaka-ainekoostumus. Tutkimuksissa havaittiin, että vaadittavan liekin korkeuden saavuttamiseksi viskositeetti on yksi raaka-aineen tärkeimmistä ominaisuuksista. Raaka-aineen viskositeetin kasvaessa tarvitaan paksumpi sydänlanka. Raaka-aineen viskositeetin kasvaessa liekin korkeus ei aina pienene, koska liekin korkeuteen vaikuttaa myös langalle tehty kemiallinen käsittely. Mitä korkeampi kynttilän liekki on, sitä suurempi on raaka-aineen kulutus eli palovuo ja tällöin liekin korkeus vaikuttaa myös kynttilän paloaikaan. Kokeissa havaittiin, että liekin korkeuden ollessa vakio, palovuo oli korkein steariinilla. Steariinin jälkeen tulivat palmuvaha ja parafiini. Tällöin parafiinia tarvittiin vähemmän vastaavan paloajan saavuttamiseksi. Nopean jäähdytyksen havaittiin vaikuttavan palmuvahan palovuohon alentavasti, vaikka jäähdytystavalla ei ollut vaikutusta liekin korkeuteen.

Rakennusjätteen käyttömahdollisuudet kuitukomposiitin raaka-aineena

Työssä tutkitaan Suomessa saatavien rakennusjätteiden käytön mahdollisuutta kuitukomposiittien raaka-aineena. Suomessa rakennusteollisuuden jätteitä ei käytetä EU:n asettamien tavoitteiden mukaisesti hyödyksi vaan suuri osa päätyy kaatopaikalle tai hyödynnettäväksi energiana. Mahdollisuuksia raaka-aineiden hyödyntämiseksi kuitukomposiittien valmistuksessa tutkitaan kirjallisuuskatsauksella ja kyselytutkimuksella. Tilastoista, tutkimuksista sekä kyselyn tuloksista voidaan päätellä että mahdollisuus käyttää yhä suurempi määrä rakennusteollisuuden jätteistä kuitukomposiittien valmistukseen on. Ongelmana jätteen tehokkaaseen hyödyntämiseen raaka-aineena on sen kerääminen epäkelpoisen jätteen joukosta, puhdistaminen sekä muu valmistelu sopivaan muotoon. Yrityksillä on mielenkiintoa kehittää jätteen keräystään, mikäli siitä on rahallista hyötyä tai se velvoitetaan lailla.

Palmupohjaisten raaka-aineiden soveltuvuus lämpökynttilämateriaaliksi

Työssä tutkittiin palmupohjaisten raaka-aineiden soveltuvuutta lämpökynttilän valmistukseen steariinin ja parafiinin kanssa. Palmupohjaiset raaka-aineet ovat halvempia kuin steariini ja parafiini, joten raaka-aineen korvaaminen palmupohjaisilla raaka-aineilla voisi tuoda säästöä kynttilänvalmistajalle. Lisäksi niillä voidaan vaikuttaa lämpökynttilän ominaisuuksiin. Teoriaosassa käsiteltiin lämpökynttilän raaka-aineista steariini, parafiini ja palmusteariini. Osassa selitettiin RAL-laatustandardin Quality Mark Candles vaatimukset lämpökynttilälle sekä valuastialle ja keskusteltiin valulämpötilan, jäähdytyksen, viskositeetin ja haaroittuneiden yhdisteiden lukumäärän vaikutuksesta lämpökynttilän koostumukseen. Kokeellisessa osassa valmistettiin lämpökynttilöitä steariinin ja palmupohjaisten raaka-aineiden seoksista palmuraaka-aineiden määrillä 10, 20 ja 30 m- %:a. Parafiinin ja palmusteariinin sekä palmun mid-fraktion seokset valmistettiin palmuraaka-aineiden osuuksilla 10, 20, 40 ja 50 m- %:a ja myös palmusteariinin soft-fraktiolla kokeiltiin seosta 50 m- %:lla. Steariinin ja palmupohjaisten raaka-aineiden seokset eivät toimineet ainakaan käytetyillä sydänlangoilla. Liekinkorkeudet olivat alhaisia eivätkä visuaaliset vaatimukset täyttyneet. Parafiinin ja palmupohjaisten raaka-aineiden seoksista valmistetut kynttilät paloivat ideaalisesti palmuraaka-aineiden osuuksilla 35 – 50 m- %:a. Tulosten perusteella fraktion valinnalla ei näyttänyt olevan merkitystä, mutta palmusteariini on ominaisuuksiensa puolesta kynttilänvalmistukseen soveltuvin. Liekinkorkeus ja palovuo laskivat lineaarisesti palmuraaka-aineen osuuden kasvaessa parafiinikynttilässä.

Suomalainen kansanperinne ja luonnonkasvit osana LUMENE Groupin tuotekehitystä

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kartoittaa suomalaisia luonnonkasveja kosmetiikan raaka-aineeksi perinnetietoa hyödyntäen. Tavoitteena oli löytää käyttökelpoisia kasveja kotimaisen kosmetiikkavalmistajan Lumene Groupin tuotekehitykseen. Aihe opinnäytetyöhön saatiin Lumene Groupin tuotekehityksestä. Opinnäytetyö sisältää tietoja kauneudenhoidon historiasta, suomalaisesta kansanlääkinnästä ja kansanparannuksesta, joihin liittyvät olennaisena osana yrtit, tietäjä- ja taikaperinne sekä sauna. Tutkimusosuuteen koottiin hoitavia luonnonkasveja, jotka oli valittu asetettujen kriteerien perusteella. Tutkittaviksi kasveiksi valittiin suomalaisia, myrkyttömiä, luonnonvaraisia kasveja, joita on käytetty kansanperinteessä hoitavina yrtteinä. Lisäksi opinnäytetyössä on käsitelty bioteknologian hyödyntämistä kosmetiikassa. Tämä opinnäytetyö on kansanperinteen aihepiiriä käsittelevä koontityö. Opinnäytetyön tutkimusosuudessa on kartoitettu kuusitoista kasvia. Tutkimustuloksissa on esitelty kasvien perinnekäyttöä, nykytutkimusten tietoa ja käyttömahdollisuuksia sekä niiden vaikuttavia aineita. Tutkimuksen soveltavassa osiossa on kehitelty mahdollisia tuoteideoita esiteltyjen kasvien vaikutusten ja ominaisuuksien pohjalta. Erityisesti tutkimusosuus kohdistettiin Lumene Groupille. Tutkimusosuudesta ja työssä esitellyistä tuoteideoista voi olla hyötyä yrityksen tuotekehitykselle. Opinnäytetyössä hyödynnettiin pääosin suomalaista kirjallisuutta, ja myös aihepiirin lähteistä saattaa olla hyötyä toimeksiantajalle. Työ oli kirjallisuustutkimus, jossa käsiteltiin suo-malaista kansanperinnettä, ja työ voi hyödyntää myös muita aihepiiristä kiinnostuneita.

Epstein-Barr-virus -IgG-avidity : menetelmän pystytys ja evaluointi

Epstein-Barr-virus (EBV) on hyvin yleinen ihmispatogeeni. Primaarin EBV-infektion erottaminen viruksen reaktivaatiosta sekä oireiltaan samankaltaisista taudeista on tärkeää. EBV-IgG-aviditeettitutkimusta käytetään infektioajankohdan määrittämiseen. Työ tehtiin Helsingin yliopiston virustutkimusryhmässä. Työn tarkoitus oli tutkia, soveltuuko Diasorinin IgG-VCA tuotepaketti aviditeettitutkimukseen sekä selvittää antaako EPR-menetelmä vai index-menetelmä luotettavammat tulokset. Määritin Diasorinin aviditeettimenetelmällä yhteensä 101 seeruminäytettä. Näytteistä 35 oli vanhan immuniteetin näytettä ja loput akuutin infektion näytteitä. Referenssimenetelmänä toimi HUSLABin Dade Behringin menetelmä. Suurimmalle osalle näytteistä oli aviditeettitulos määritettynä myös referenssimenetelmällä. Aviditeettimenetelmän periaate on ELISA-menetelmän muunnos, jossa osaa vasta-aineproteiineista denaturoidaan urealiuoksella. Näin saadaan selville, onko vasta-aine tiukasti vai löyhästi kiinnittynyt antigeeniinsa. Matala aviditeetti viittaa akuuttiin infektioon ja taas korkea aviditeetti vanhaan immuniteettiin. Tulosten perusteella Diasorinin IgG-VCA tuotepakkaus soveltuu melko hyvin aviditeettitutkimukseen. Verratessani saatuja tuloksia referenssimenetelmän tuloksiin oli menetelmien välinen korrelaatio hyvä. Diasorinin 4-pisteen EPR-menetelmän sensitiivisyys ja spesifisyys olivat laskutavasta riippuen kummatkin noin 90 mikä on kohtalaisen hyvä. Verrattaessa eri tulostenlaskentatapoja keskenään antoi 4-pisteen EPR-menetelmä luotettavimmat tulokset. Index-menetelmän heikkous oli huono sensitiivisyys, joka jäi vain 77 in. Saatujen tuloksien perusteella voidaan todeta, että Diasorinin tuotepakkaus soveltuu aviditeettitutkimukseen. Aviditeettitutkimuksesta on usein hyötyä lisätutkimuksena tavallisten EBV-vasta-ainetutkimusten rinnalla. Todennäköisesti suuremmalla otoskoolla olisi menetelmän sensitiivisyys ja spesifisyys olleet vielä paremmat.