Tuotannonohjausmallin kehitys asiantuntijaorganisaatioon

Tässä diplomityössä tutkitaan sitä, miten kehitetään asiantuntijaorganisaatioon soveltuvaa tuotannonohjausmallia, jota käytettäisiin pääasiassa työkaluna asiantuntijatyön ohjauksessa. Kehitettävän mallin logiikan ja rakenteen tulisi tuottaa mitattavissa olevaa tietoa, jota pystytään käyttämään päätöksenteon tukena. Tutkimuksen tuloksena havaittiin, että asiantuntijatuotannon johtamisessa vanhojen perinteisten teollisuuden johtamismallien avulla johtaminen voi tuoda pelkkää haittaa ja työntekijöiden motivaatio laskee. Asiantuntija tarvitsee signaaleja työn tuottavuudesta ja säännöllistä läpikäyntiä johtajansa kanssa. Tuloksena saatiin erilaisia Excel-pohjaisia työkaluja, joiden malleja voidaan käyttää myös tulevaisuudessa yrityksen tuotantojärjestelmissä.

Early Life Intestinal Microbiota in Health and in Atopic Eczema

Decrease in microbial contacts in affluent societies is considered to lie behind the rise in allergic and other chronic inflammatory diseases during the last decades. Indeed, deviations in the intestinal microbiota composition and diversity have been associated with several diseases, such as atopic eczema. However, there is no consensus yet on what would constitute a beneficial or harmful microbiota. The aim of this thesis was to study the microbiota development in healthy infants and to characterize intestinal microbiota signatures associated with disease status and severity in infants with atopic eczema. The methodological aim was to compare and optimize methods for DNA extraction from fecal samples to be used in high-throughput microbiota analyses. It was confirmed that the most critical step in successful microbial DNA extraction from fecal samples is the mechanical cell lysis procedure. Based on this finding, an efficient semi-automated extraction process was developed that can be scaled for use in high-throughput platforms such as phylogenetic microarray used in this series of studies. By analyzing a longitudinal motherchild cohort for 3 years it was observed that the microbiota development is a gradual process, where some bacterial groups reach the degree of adult-type pattern earlier than others. During the breast-feeding period, the microbiota appeared to be relatively simple, while major diversification was found to start during the weaning process. By the age of 3 years, the child’s microbiota composition started to resemble that of an adult, but the bacterial diversity has still not reached the full diversity, indicating that the microbiota maturation extends beyond this age. In addition, at three years of age, the child’s microbiota was more similar to mother’s microbiota than to microbiota of nonrelated women.In infants with atopic eczema, a high total microbiota diversity and abundance of butyrate-producing bacteria was found to correlate with mild symptoms at 6 months. At 18 months, infants with mild eczema had significantly higher microbiota diversity and aberrant microbiota composition when compared to healthy controls at the same age. In conclusion, the comprehensive phylogenetic microarray analysis of early life microbiota shows the synergetic effect of vertical transmission and shared environment on the intestinal microbiota development. By the age of three years, the compositional development of intestinal microbiota is close to adult level, but the microbiota diversification continues beyond this age. In addition, specific microbiota signatures are associated with the existence and severity of atopic eczema and intestinal microbiota seems to have a role in alleviating the symptoms of this disease.

Unequal Teeth Widths for Torque Ripple Reduction in Permanent Magnet Synchronous Machines With Fractional-Slot Non-Overlapping Windings

Permanent magnet synchronous machines with fractional-slot non-overlapping windings (FSPMSM), also known as tooth-coil winding permanent magnet synchronous machines (TCW PMSM), have been under intensive research during the latest decade. There are many optimization routines explained and implemented in the literature in order to improve the characteristics of this machine type. This paper introduces a new technique for torque ripple minimization in TCW PMSM. The source of torque harmonics is also described. The low order torque harmonics can be harmful for a variety of applications, such as direct drive wind generators, direct drive light vehicle electrical motors, and for some high precision servo applications. The reduction of the torque ripple harmonics with the lowest orders (6th and 12th) is realized by machine geometry optimization technique using finite element analysis (FEA). The presented optimization technique includes the stator geometry adjustment in TCW PMSMs with rotor surface permanent magnets and with rotor embedded permanent magnets. Influence of the permanent magnet skewing on the torque ripple reduction and cogging torque elimination was also investigated. It was implemented separately and together with the stator optimization technique. As a result, the reduction of some torque ripple harmonics was attained.

Adsorption of arsenic from ammonia containing waste water by ferrous hydroxide waste

Arsenic is a toxic substance. The amount of arsenic in waste water is a raising problem because of increasing mining industry. Arsenic is connected to cancers in areas where arsenic concentration in drinking water is higher than recommendations. The main object in this master’s thesis was to research how ferrous hydroxide waste material is adsorbed arsenic from ammonia containing waste water. In this master’s thesis there is two parts: theoretical and experimental part. In theoretical part harmful effects of arsenic, theory of adsorption, isotherms modeling of adsorption and analysis methods of arsenic are described. In experimental part adsorption capacity of ferrous hydroxide waste material and adsorption time with different concentrations of arsenic were studied. Waste material was modified with two modification methods. Based on experimental results the adsorption capacity of waste material was high. The problem with waste material was that at same time with arsenic adsorption sulfur was dissolving in solution. Waste material was purified from sulfur but purification methods were not efficient enough. Purification methods require more research.

Intracranial Nimodipine Implant: Feasibility and Implications for the Treatment of Subarachnoid Hemorrhage – A Pre-Clinical Study

Intracranial aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) is a life-threatening condition requiring immediate neurocritical care. A ruptured aneurysm must be isolated from arterial circulation to prevent rebleeding. Open surgical clipping of the neck of the aneurysm or intra-arterial filling of the aneurysm sack with platinum coils are major treatment strategies in an acute phase. About 40% of the patients suffering from aSAH die within a year of the bleeding despite the intensive treatment. After aSAH, the patient may develop a serious complication called vasospasm. Major risk for the vasospasm takes place at days 5–14 after the primary bleeding. In vasospasm, cerebral arteries contract uncontrollably causing brain ischemia that may lead to death. Nimodipine (NDP) is used to treat of vasospasm and it is administrated intravenously or orally every four hours for 21 days. NDP treatment has been scientifically proven to improve patients’ clinical outcome. The therapeutic effect of L-type calcium channel blocker NDP is due to the ability to dilate cerebral arteries. In addition to vasodilatation, recent research has shown the pleiotropic effect of NDP such as inhibition of neuronal apoptosis and inhibition of microthrombi formation. Indeed, NDP inhibits cortical spreading ischemia. Knowledge of the pathophysiology of the vasospasm has evolved in recent years to a complex entity of early brain injury, secondary injuries and cortical spreading ischemia, instead of being pure intracranial vessel spasm. High NDP levels are beneficial since they protect neurons and inhibit the cortical spreading ischemia. One of the drawbacks of the intravenous or oral administration of NPD is systemic hypotension, which is harmful particularly when the brain is injured. Maximizing the beneficial effects and avoiding systemic hypotension of NDP, we developed a sustained release biodegradable NDP implant that was surgically positioned in the basal cistern of animal models (dog and pig). Higher concentrations were achieved locally and lower concentrations systemically. Using this treatment approach in humans, it may be possible to reduce incidence of harmful hypotension and potentiate beneficial effects of NDP on neurons. Intracellular calcium regulation has a pivotal role in brain plasticity. NDP blocks L-type calcium channels in neurons, substantially decreasing intracellular calcium levels. Thus, we were interested in how NDP affects brain plasticity and tested the hypothesis in a mouse model. We found that NDP activates Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) receptor TrkB and its downstream signaling in a reminiscent of antidepressant drugs. In contrast to antidepressant drugs, NDP activates Akt, a major survival-promoting factor. Our group’s previous findings demonstrate that long-term antidepressant treatment reactivates developmental-type of plasticity mechanisms in the adult brain, which allows the remodeling of neuronal networks if combined with appropriate rehabilitation. It seems that NDP has antidepressant-like properties and it is able to induce neuronal plasticity. In general, drug induced neuronal plasticity has a huge potential in neurorehabilitation and more studies are warranted.

Bacterial community structure and petroleum hydrocarbon degradation in the Baltic Sea

The Baltic Sea is unique by its biological, geochemical and physical features. The number of species of larger organisms is small and the species composition is distinctive. On the contrary microbial communities are diverse. Because of the low salinity levels, bacterial communities differ from the ones in the oceans. Knowing the structure of these communities better and how they response to different environmental conditions helps us to estimate how different factors affect the balance and function of the Baltic Sea ecosystem. Bacteria are the key players when it comes to natural biogeochemical processes and human-induced phenomena like eutrophication, oil spills or disposal of other harmful substances to the sea ecosystem. In this thesis, bacterial community structure in the sea surface microlayer and subsurface water of the Archipelago Sea were compared. In addition, the effect of diatom derived polyunsaturated aldehydes on bacterial community structure was studied by a mesocosm experiment. Diesel, crude oil and polycyclic aromatic hydrocarbon degradation capacity of the Baltic Sea bacteria was studied in smaller scale microcosm experiments. In diesel oil experiments bacteria from water phase of the Archipelago Sea was studied. Sediment and iron manganese concretions collected from the Gulf of Finland were used in the crude oil and polycyclic aromatic hydrocarbon experiments. The amount of polycyclic aromatic hydrocarbon degradation genes was measured in all of the oil degradation experiments. The results show how differences in bacterial community structure can be seen in the sea surface when compared to the subsurface waters. The mesocosm experiment demonstrated how diatom-bacteria interactions depend on other factors than diatom derived polyunsaturated aldehydes, which do not seem to have an effect on the bacterial community structure as has been suggested in earlier studies. The dominant bacterial groups in the diesel microcosms differed in samples taken from a pristine site when compared to a site with previous oil exposure in the Archipelago Sea area. Results of the study with sediment and iron-manganese concretions indicate that there are diverse bacterial communities, typical to each bottom type, inhabiting the bottoms of the Gulf of Finland capable to degrade oil and polycyclic aromatic hydrocarbon compounds.  

Suljetun jätetäytön kaatopaikkavesien käsittelyvaihtoehtojen vertailu

Hajoaminen kaatopaikalla tapahtuu fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten prosessien avulla. Nämä prosessit voivat kestää vuosista jopa vuosikymmeniin. Näiden prosessien kehittymistä ajan saatossa kuvataan jätetäytön eri hajoamisvaiheiden avulla. Kaatopaikan eri toiminnoista syntyvät vesivirrat ovat laadultaan ja määrältään hyvin erilaisia. Suotovesi syntyy jätetäytön läpi suotautuvasta vedestä ja on yleisesti ottaen suurin kaatopaikkavesien kuormituksen aiheuttaja. Suotoveden sisältämien pitoisuuksien tiedetään laskevan kun jätteen loppusijoitus on lopetettu ja kun jätetäyttö on suljettu pintarakentein. Mitä pidemmälle jätetäytön hajoaminen on edennyt, sitä pienemmät suotoveden pitoisuudet ovat. Hyvä käytäntö on erottaa erityyppiset kaatopaikkavedet toisistaan ja käsitellä ne niiden vaatimalla tavalla. Diplomityön tarkoitus on löytää ympäristöystävällisin ja taloudellisin keino suljetun jätetäytön suotovesien sekä muiden vähintään yhtä laimeiden kaatopaikkavesien käsittelemiseksi. Vertailtavia käsittelymenetelmiä ovat kunnallisella jätevedenpuhdistamolla ja juurakkopuhdistamolla käsittely. Työn tulos on, että eri tyyppisillä juurakkopuhdistamoilla voidaan tehokkaasti käsitellä kaatopaikkavesiä. Empiirisen osan tarkastelu osoittaa, että hyvin pienien haitta-aine- ja ravinnepitoisuuksien käsittelyssä juurakkopuhdistamo on ympäristöystävällisempi sekä taloudellisempi kunnalliseen jätevedenpuhdistamoon verrattuna.

Optimal processing chain for waste power plant

This study is done to examine waste power plant’s optimal processing chain and it is important to consider from several points of view on why one option is better than the other. This is to insure that the right decision is made. Incineration of waste has devel-oped to be one decent option for waste disposal. There are several legislation matters and technical options to consider when starting up a waste power plant. From the tech-niques pretreatment, burner and flue gas cleaning are the biggest ones to consider. The treatment of incineration residues is important since it can be very harmful for the envi-ronment. The actual energy production from waste is not highly efficient and there are several harmful compounds emitted. Recycling of waste before incineration is not very typical and there are not many recycling options for materials that cannot be easily re-cycled to same product. Life cycle assessment is a good option for studying the envi-ronmental effect of the system. It has four phases that are part of the iterative study process. In this study the case environment is a waste power plant. The modeling of the plant is done with GaBi 6 software and the scope is from gate-to-grave. There are three different scenarios, from which the first and second are compared to each other to reach conclusions. Zero scenario is part of the study to demonstrate situation without the power plant. The power plant in this study is recycling some materials in scenario one and in scenario two even more materials and utilize the bottom ash more ways than one. The model has the substitutive processes for the materials when they are not recycled in the plant. The global warming potential results show that scenario one is the best option. The variable costs that have been considered tell the same result. The conclusion is that the waste power plant should not recycle more and utilize bottom ash in a number of ways. The area is not ready for that kind of utilization and production from recycled materials.

Urana työllistyminen

Tutkimuksen tarkoituksena on ollut selvittää pitkään työttömänä olleiden ammatinvaihtajien ammatinvaihdon ja työllistymisen etenemistä. Tämän lisäksi tutkimuksessa on tarkasteltu kohderyhmän mielikuvaa ohjaavasta koulutuksesta. Pitkittäistutkimus on toteutettu seurannalla, jonka välietappina on ollut kohderyhmän osallistuminen ohjaavaan koulutukseen. Työvoimapoliittinen ohjaava koulutus edusti erityisesti vaikeasti työllistettäville kohdistettavaa interventiota, jolla pyrittiin puuttumaan työttömyyskierteeseen ja ehkäisemään syrjäytymiskehityksen jatkuminen. Tutkimuksen kohderyhmäksi valitut ihmiset (51) ovat suoranaisessa keskiössä tutkittaessa työelämästä syrjäytymistä. Heikentyneet työelämävalmiudet ja työmarkkinakelpoisuus ovat tehneet heistä vaikeasti työllistettäviä. Heidän valintansa kohderyhmäksi, työhallinnon tekemän kurssiosoituksen kriteereinä olevien pitkäaikaistyöttömyyden sekä epäonnistuneen ammatinvaihdon perusteella, osoittaa heidän olevan erityisen ohjauksen ja tuen tarpeessa. On kuitenkin huomattava, että heidät on valittu kohderyhmäksi paitsi kurssiosoituksen saaneina pitkäaikaistyöttöminä myös ammatinvaihtajina, jotka itse haluavat vaihtaa ammattiaan. Tutkimusaineistona ovat olleet työhallinnon asiakasrekisteritiedot ja seurantatutkimuksen perusteella muodostetuista ryhmistä valittujen neljän tapaushenkilön teemahaastatteluaineistot. Tutkimusaineistoa on käsitelty laadullisesti, koska tutkimus kuuluu laadullisen tutkimuksen piiriin sekä tutkimuksen kohteena olevan ilmiön, tutkimuskysymysten ja -aineistojen että tarkoituksensa perusteella. Tutkimuksessa on kuvattu pitkäaikaistyöttömien henkilöiden ammatinvaihtoa ja työllistymistä. Kuvatuissa tapauksissa ammatinvaihtotarve perustuu suurimmalla osalla terveydellisiin rajoitteisiin, joiden vuoksi aikaisemmassa työssä toimiminen on mahdotonta. Useimmiten vajaakuntoisuus on merkittävästi pitkittänyt heidän työttömyyttään. Tämän vuoksi seurantatutkimuksessa on keskitytty tarkastelemaan ammatinvaihtoprosessin etenemistä. Muun muassa työttömyyttä laajasti tutkineet Aho ja Vähätalo ovat todenneet vajaakuntoisuuden olevan merkittävä työttömyyden pitkittymiseen vaikuttava tekijä. Ahon mukaan vajaakuntoisiksi diagnosoituja on jopa viidennes kroonisesti pitkäaikaistyöttömistä työhallinnon asiakasrekisteriin kirjatuista henkilöistä. Monen tekijän summana pitkään työttömänä olleet henkilöt ovat vaarassa ajautua tilanteeseen, jossa he eivät enää kykene omin avuin löytämään ulospääsyä työttömyydestä Tämän seurantatutkimuksen perusteella vain hyvin harvalla kohderyhmään kuuluvista on ammatinvaihdossa ja työllistymisessä tapahtunut merkittävää edistymistä huolimatta useiden vuosien yrittämisestä. Ammatinvaihdon ja työllistymisen edistymistä on tarkasteltu sen perusteella, miten työelämään ja/tai koulutukseen sijoittumiset tai muut toiminnot ovat edesauttaneet tavoitteen toteutumista. Seurantatutkimuksessa on muodostettu neljä tyyppiryhmää ammatinvaihdon ja työllistymisen etenemisen perusteella. Ryhmät ovat: Ammatinvaihdossa onnistuneet (5), ammatinvaihdossa edistyneet (19), pitkäaikaistyöttömäksi jääneet (12) ja epätarkoituksenmukaisesti sijoittuneet (15). Ammatinvaihdossa onnistuneet ovat toteuttaneet ammatinvaihtonsa siirtymällä suoraan työelämään uudelle alalle, työllistymällä koulutusta vastaavaan työhön uudelleenkoulutuksen jälkeen tai kouluttautumalla uuteen ammattiin työllistymättä. Kuitenkin vain kolme heistä on sijoittunut seurannan päättyessä pysyväisluonteiseen terveydelleen soveltuvaan työhön muiden ollessa edelleen työttömänä. Ammatinvaihdossa edistyneet ovat suurimmaksi osaksi edistyneet ammatinvaihdossaan soveltuvien tukitöiden avulla. Työttömyys on kuitenkin jatkunut valtaosalla ja vain yksi heistä on sijoittuneena työelämään seurannan päättyessä. Tämä sijoittuminen ei ole kuitenkaan edistänyt ammatinvaihtoa. Pitkäaikaistyöttömäksi jääneet ovat olleet yhtäjaksoisesti työttömänä kokoseurantajakson ajan. Epätarkoituksenmukaisesti sijoittuneet ovat enimmäkseen sijoittuneet terveytensä kannalta haitallisiin ja/tai ammatinvaihtosuunnitelmilleen soveltumattomiin sijoitustöihin ja määräaikaisuuksiin. Seurannan päättyessä heovat joko työttömänä tai toimivat ammatinvaihtotavoitteensa kannalta haitallisissa työtehtävissä. Tämä on vahvistanut mielikuvaa, joka usealle heille on muodostunut ohjaavasta koulutuksesta työttömille suunnattuna sanktiona, joka ei edistä työllistymistä. Ohjaavassa koulutuksessa suurin osa heistä on kokenut hyötyneensä työharjoittelujaksosta, joka on antanut käyttökelpoista tietoa ammatinvalintaa varten. Lukuun ottamatta kolmea henkilöä, jotka ovat seurannan päättyessä pysyväisluonteisessa työssä terveydelleen soveltuvassa ammatissa, ovat kaikki muut kohderyhmään kuuluvat edelleen erityisen ohjauksen ja tuen tarpeessa johtuen ammatinvaihdon keskeneräisyydestä ja/tai työttömyyden jatkumisesta. Yhdistävänä tekijänä ammatinvaihdossa onnistuneilla vaikuttaa olleen tulevaisuususkon säilyminen pitkäaikaistyöttömyydessä. Sekä ammatinvaihdossa onnistuneet että edistyneet ovat kokeneet työttömyyteen katkoksia tuoneet työt merkityksellisinä riippumatta siitä, ovatko työtehtävät edistäneet ammatinvaihtoa.

Puu- ja turvetuhkan hyötykäyttökelpoisuuteen vaikuttavat tekijät pienillä polttolaitoksilla

Energiantuotannossa syntyvä tuhka voi olla laadultaan hyvin vaihtelevaa ja laadunvaihtelulle on haastavaa löytää yksiselitteistä syy-seuraussuhdetta. Ympäristönsuojelulainsäädäntö ja taloudelliset intressit ohjaavat tuhkantuottajia etsimään tuhkalle sopivia hyötykäyttökohteita, ja sen vuoksi tuhkan laatuun ja hyötykäyttökelpoisuuteen vaikuttavia tekijöitä on tarpeen selvittää. Tässä diplomityössä on tutkittu pienissä, alle 50 MW:n polttolaitoksissa syntyvää tuhkaa. Tavoitteena oli selvittää, kuinka tuhkan hyötykäyttökelpoisuuteen voidaan vaikuttaa. Tutkimuksen kohteena oli polttoainekoostumuksen, poltto-olosuhteiden ja tuhkan jälkikäsittelyn vaikutus tuhkassa olevien haitta-aineiden pitoisuuksiin ja liukoisuuksin. Työhön sisältyi myös aiemmin tehtyjen tuhka-analyysien tarkastelu sekä tuhkakokeet kahdella kohderyhmään kuuluvalla laitoksella. Työssä todettiin lentotuhkan haitta-ainepitoisuuksien ja -liukoisuuksien olevan keskimäärin korkeampia kuin pohjatuhkan vastaavien, ja että tyypillisesti arinakattilan tuhkien haitta-aineet ylittävät useammin hyötykäyttökelpoisuuden raja-arvoja kuin kuplaleijupetikattilan tuhkien. Lisäksi havaittiin metsätähdehaketuhkan kelpaavan useammin hyötykäyttöön kuin rankahaketuhkan.

Voimalaitosten kattilaputkien sisäpuolisten kerrostumien paksuuden mittaaminen ultraäänimenetelmällä

Höyryvoimalaitoksen käyttöönotossa muodostuu kattilaputkien sisäpinnoille niitä korroosiolta suojaava ohut metallioksidikerros. Tämän kerroksen päälle kasvaa kattilan käytön aikana haitallista kerrostumaa paikallisen korroosion tai kattilavedessä olevien epäpuhtauksien kerääntymisen tai kiteytymisen seurauksena. Kerrostuma haittaa lämmönsiirtoa tulipesästä putkiseinämän läpi kattilaveteen. Putkien lämpötilan nousu suunniteltua korkeammaksi kasvattaa putkivaurioiden ja sisäpuolisen korroosion riskiä. Tästä johtuen paksuksi kasvaneet kerrostumat pyritään poistamaan happokäsittelyllä eli peittauksella ennen vaurioiden syntyä. Perinteisesti kerrostumapaksuus on määritetty kattilasta irrotetuista näyteputkista mikroskoopilla. Työn tavoitteena oli tutkia uudenlaisen ultraäänimittauksen teoriaa ja selvittää sen toimivuus höyrystinputkien kerrostumapaksuusmittauksissa. Lisäksi tavoitteena oli tutkia voimalaitoksen höyrystimen sisäpuolisten kerrostumien muodostumista ja niiden vaikutuksia sekä kattilan peittaustarpeen arviointia. Höyrystimen kerrostumien kasvunopeuteen vaikuttavat eniten voimalaitostyyppi, käytetty vesikemia ja kattilaveteen kulkeutuvien epäpuhtauksien määrä. Kasvunopeus vaihtelee laitosten välillä suuresti ja eroaa myös tulipesän eri kohdissa. Kattilaveden epäpuhtauspitoisuus ja kerrostumapaksuus vaikuttavat molemmat korroosiovaurioiden todennäköisyyteen. Peittauspaksuuden ohjearvoissa tulisi huomioida kattilan käyttöpaine, kattilatyyppi ja riski kattilaveden laadun heikkenemiselle. Putkinäytteistä ja laitoksilla suoritettujen mittauksien perusteella uusi ultraäänitekniikka tuottaa luotettavia tuloksia tavanomaisten kerrostumien mittauksessa. Vain yhdellä laitoksella esiintyi irtonaisen sakan kaltaista kerrostumaa, jota mittaus ei kyennyt havaitsemaan. Mittaustulokset kerrostumista tulipesän eri osissa antavat hyvän perustan peittaustarpeen arviointiin.

Enhancement of ultrafiltration process by pretreatment in recovery of hemicelluloses from wood extracts

Hemicelluloses are potential raw material for several items produced in future wood-based biorefineries. One possible method for recovering hemicelluloses from wood extracts is ultrafiltration (UF). However, low filtration capacities and severe fouling restrict the use of tight UF membranes in the treatment of wood extracts. The lack of suitable commercial membranes creates a need for pretreatment which would decrease fouling and increase the filtration capacity. This thesis focuses on the evaluation of the possibility to improve the filtration capacity and decrease fouling with the pretreatment of wood extracts. Methods which remove harmful compounds and methods which degrade them are studied, as well as combinations of the methods. The tested pretreatments have an influence on both the concentration of different compounds and the molecular mass distribution of the compounds in the extract. This study revealed that in addition to which kind of compounds were removed, also the change in molecular size distribution affected the filtration capacity significantly. It was shown that the most harmful compounds for the filtration capacity of the hydrophobic 5 kDa membrane were the ones capable of permeating the membrane and fouling also the inner membrane structure. Naturally, the size of the most harmful compounds depends on the used UF membrane and is thus case-specific. However, in the choice of the pretreatment method, the focus should be on the removal of harmful compound sizes rather than merely on the total amount of removed foulants. The results proved that filtration capacity can be increased with both adsorptive and oxidative pretreatments even by hundreds of per cents. For instance, the use of XAD7 and XAD16 adsorbents increased the average flux in the UF of a birch extract from nearly zero to 107 kg/(m2h) and 175 kg/(m2h), respectively. In the treatment of a spruce extract, oxidation by pulsed corona discharge (PCD) increased the flux in UF from 46 kg/(m2h) to 158 kg/(m2h). Moreover, when a birch extract batch was treated with laccase enzyme, the flux in UF increased from 15 kg/(m2h) to 36 kg/(m2h). However, fouling was decreased only by adsorptive pretreatment while oxidative methods had a negligible or even negative impact on it. This demonstrates that filtration capacity and fouling are affected by different compounds and mechanisms. The results of this thesis show that filtration capacity can be improved and fouling decreased through appropriate pretreatment. However, the choice of the best possible pretreatment is case-specific and depends on the wood extract and the membrane used. Finding the best option requires information on the extract content and membrane characteristics as well as on the filtration performance of the membrane in the prevailing conditions and a multivariate approach. On the basis of this study, it can be roughly concluded that adsorptive pretreatment improves the filtration capacity and decreases fouling rather reliably, but it may lead to significant hemicellulose losses. Oxidation reduces the loss of valuable hemicelluloses and could improve the filtration capacity, but fouling challenges may remain. Combining oxidation with adsorptive pretreatment was not a solution for avoiding hemicellulose losses in the tested cases.

Jätevesien puhdistus jätevesialtaissa jäädyttämällä - Kartoitus potentiaalisista sovellutuksista Suomessa

Uusia jäteveden puhdistusprosesseja kartoitetaan Suomessakin esimerkiksi kiristyvien päästömääräyksien vuoksi sekä parempia kustannus- ja energiatehokkuuksia tavoiteltaessa. Jätevesien puhdistus on Suomessa jo nykyään hyvällä tasolla, mutta muun muassa raskasmetallien, torjunta-aineiden, hormonien ja lääkeaineiden pitoisuuksien kasvut jätevesissä asettavat haasteita nykyisin käytössä oleville jäteveden puhdistusmenetelmille, sillä niitä ei ole suunniteltu näiden aineiden talteenottoon ja suurin osa aineista jää veteen. Lisäksi jätevedet halutaan nähdä enemmänkin resurssina kuin jätteenä, josta voidaan ottaa talteen hyödyllisiä komponentteja, kuten suoloja. Alueilla, joissa vuorokauden keskilämpötila pysyttelee edes osan vuodesta pakkasella, veden luonnollista jäätymisprosessia voidaan käyttää hyväksi jäteveden puhdistuksessa. Tässä työssä selvitettiin kiteytymisen teorian ja aikaisempien tutkimusten avulla, millaisten jätevesien puhdistukseen jäädytyskiteytys sopii sekä pohdittiin menetelmän potentiaalisia sovelluskohteita Suomessa. Jäädytyskiteytyksen todettiin olevan turvallinen ja energiatehokas ratkaisu monien koostumukseltaan erilaisien jätevesien puhdistukseen. Menetelmällä voitaneen puhdistaa öljyisiä, orgaanisia ja/tai epäorgaanisia epäpuhtauksia tai raskasmetalleja sisältäviä sekä myrkyllisiä jätevesiä. Olosuhteet prosessille ovat parhaat Pohjois-Suomessa, jossa vuorokauden keskilämpötila pysyttelee nollan alapuolella noin seitsemän kuukautta vuodesta. Etelä-Suomessa vastaava luku on kolme. Menetelmän potentiaalisia sovelluskohteita ovat esimerkiksi kaivosteollisuuden ja kaatopaikkojen jätevedet, joiden puhdistukseen jäädytyskiteytys saattaisi soveltua erinomaisesti. Jäädyttämällä voitaisiin myös puhdistaa tekstiili- ja nahkateollisuuden jätevesiä, sillä niiden sisältämien väriaineiden erottaminen vedestä on perinteisillä jäteveden puhdistusmenetelmillä usein vaikeaa tai jopa mahdotonta. Suolojen kiteyttämiseen vaadittavia korkeampia suolapitoisuuksia todettiin löytyvän lähinnä membraaniprosessien, kuten käänteisosmoosin, rejektivesistä. Sopivimmat eutektiset olosuhteet kiteyttämiseen ovat natriumsulfaatilla, kaliumsulfaatilla ja natriumkarbonaatilla. Veden luonnollisen jäätymisprosessin hyödyntäminen jätevedenpuhdistuksessa on huomionarvoinen idea. Prosessin käyttöönottoa haittaavat esimerkiksi korkeat investointikustannukset, mutta ne tulevat todennäköisesti ajan myötä teknologian kehittyessä laskemaan. Lisäksi monet prosessiin liittyvät käytännön asiat ovat vielä tutkimuksen alla. On myös huomattava, että Suomessakaan lämpötila ei pysyttele koko vuotta pakkasella, joten jäädytyksen rinnalla on oltava jokin toinen prosessi, jolla jätevedet puhdistetaan lämpötilan ollessa nollan yläpuolella.

Sedentary behaviour and health with special reference to obesity and fatty liver in early midlife. The Cardiovascular risk in Young Finns Study

Background: Physical inactivity and positive energy balance pose a risk to health. They increase the risk of obesity and associated non-communicable diseases. Recently, also sedentary behaviour has been associated with obesity and non-communicable diseases. Nevertheless, it has been unclear which type of sedentary behaviour is the most harmful. It is also unknown whether the relationship of sedentary behaviour with obesity is truly independent of other factors, for example physical activity and diet. Longitudinal data are limited, and the direction of causality and the mechanism of action are still unknown. Aims: The aim of this study was 1) to identify the type of sedentary behaviour having the strongest association with obesity, 2) to explore the causal relationship of sedentary behaviour and weight increase, and 3) to additionally, investigate the relationship of sedentary behaviour with fatty liver. These were studied in cross-sectional and/or longitudinal settings using data from the Cardiovascular Risk in Young Finns Study. Special emphasis was put on the evaluation of a wide range of other lifestyle factors and risks for obesity and fatty liver. Subjects: 2,060 subjects (aged 33-50 years in 2011, of which 55 % were female) from the Cardiovascular Risk in Young Finns Study participating in follow-ups in 2001, 2007, and 2011. Measures: Self-reported time spent in various types of sedentary behaviour (I), or TV viewing time (I-III). Measured body weight, height and waist circumference (I-III), and genetic variants for high BMI (I). Fasting plasma concentrations of gamma-glutamyltransferase enzyme and triglyceride, calculated Fatty Liver Index (based on gamma-glutamyltransferase and triglyceride concentration, BMI and waist circumference), and the amount of intrahepatic fat measured with ultrasound (III). Self-reported leisure-time physical activity and active commuting, occupational physical activity, energy intake, diet, alcohol consumption, smoking, socioeconomic status, and sleep duration as possible confounders were considered (I-III). Results: TV viewing is the sedentary behaviour type that has the strongest association with obesity. Sedentary behaviour (TV viewing) precedes weight increase, and not the other way around. Sedentary behaviour (TV viewing) is associated with increased risk of fatty liver. Conclusions: Sedentary behaviour (especially high TV viewing time) is associated with increased risks of obesity and fatty liver. Intervention studies are needed to assess whether reduction of TV time would prevent obesity and fatty liver.

Detecting Deceit – Guessing or Assessing? Study on the Applicability of Veracity Assessment Methods in Human Intelligence

Intelligence from a human source, that is falsely thought to be true, is potentially more harmful than a total lack of it. The veracity assessment of the gathered intelligence is one of the most important phases of the intelligence process. Lie detection and veracity assessment methods have been studied widely but a comprehensive analysis of these methods’ applicability is lacking. There are some problems related to the efficacy of lie detection and veracity assessment. According to a conventional belief an almighty lie detection method, that is almost 100% accurate and suitable for any social encounter, exists. However, scientific studies have shown that this is not the case, and popular approaches are often over simplified. The main research question of this study was: What is the applicability of veracity assessment methods, which are reliable and are based on scientific proof, in terms of the following criteria? o Accuracy, i.e. probability of detecting deception successfully o Ease of Use, i.e. easiness to apply the method correctly o Time Required to apply the method reliably o No Need for Special Equipment o Unobtrusiveness of the method In order to get an answer to the main research question, the following supporting research questions were answered first: What kinds of interviewing and interrogation techniques exist and how could they be used in the intelligence interview context, what kinds of lie detection and veracity assessment methods exist that are reliable and are based on scientific proof and what kind of uncertainty and other limitations are included in these methods? Two major databases, Google Scholar and Science Direct, were used to search and collect existing topic related studies and other papers. After the search phase, the understanding of the existing lie detection and veracity assessment methods was established through a meta-analysis. Multi Criteria Analysis utilizing Analytic Hierarchy Process was conducted to compare scientifically valid lie detection and veracity assessment methods in terms of the assessment criteria. In addition, a field study was arranged to get a firsthand experience of the applicability of different lie detection and veracity assessment methods. The Studied Features of Discourse and the Studied Features of Nonverbal Communication gained the highest ranking in overall applicability. They were assessed to be the easiest and fastest to apply, and to have required temporal and contextual sensitivity. The Plausibility and Inner Logic of the Statement, the Method for Assessing the Credibility of Evidence and the Criteria Based Content Analysis were also found to be useful, but with some limitations. The Discourse Analysis and the Polygraph were assessed to be the least applicable. Results from the field study support these findings. However, it was also discovered that the most applicable methods are not entirely troublefree either. In addition, this study highlighted that three channels of information, Content, Discourse and Nonverbal Communication, can be subjected to veracity assessment methods that are scientifically defensible. There is at least one reliable and applicable veracity assessment method for each of the three channels. All of the methods require disciplined application and a scientific working approach. There are no quick gains if high accuracy and reliability is desired. Since most of the current lie detection studies are concentrated around a scenario, where roughly half of the assessed people are totally truthful and the other half are liars who present a well prepared cover story, it is proposed that in future studies lie detection and veracity assessment methods are tested against partially truthful human sources. This kind of test setup would highlight new challenges and opportunities for the use of existing and widely studied lie detection methods, as well as for the modern ones that are still under development.