Siiderin ja long drink -juomien sekoitusprosessin kehittäminen

Diplomityössä perehdytään Hartwall Lahden tuotantolaitoksen juomanvalmistuksen osaston siiderin ja long drink –juomien valmistusprosessin kehittämiseen. Diplomityön tavoitteena oli löytää prosessin ongelma- ja poikkeamakohtia, tutkia mahdollisia hävikkikohteita ja suorittaa laadun osalta ajoseurantamittauksia. Ongelmakohtien pohjalta laadittiin parannusehdotuksia ja niitä toteutettiin jo tämän projektin aikana. Ongelma- ja poikkeamakohtia tutkittiin ajoprosessin aikana. Hävikkitutkimus kohdennettiin aromiliuoksen annostelulinjaan, nestesokerin an-nostelulinjaan ja tuotteiden alku- ja lopputyönnöille painetankkeihin. Painetankkien osalta mahdollisia hävikkikohteita tutkittiin kokeellisen toiminnan avulla ajo-prosessin aikana. Ajoprosessin käynnistyksen jälkeen selvitettiin milloin valmis tuote on painetankkien venttiilimatriisilla. Uudet parametrit alku- ja lopputyönnöille määritettiin tuoteputken, painetankkien pohjaputkien ja venttiilimatriisin tilavuuksien avulla. Hävikkitutkimuksen tuloksena saatiin pienennettyä hävikkiä ja näin ollen syntyi kustannussäästöjä. Hiilidioksidin sitoutuvuutta tutkittiin mittauksien avulla valmistusprosessin aikana. Mittauksien perusteella havaittiin, että hiilidioksidipitoisuus laskee painetankissa. Tämä johtuu valmiin tuotteen lämpötilamuutoksista. Tuotteen lämpötilaa voidaan tasata esimerkiksi levylämmönvaihtimen avulla.

Arvostelut / Recensioner

Johanna Pentikäinen: Kirjallisuudenopetuksen kalpeat kasvot? (Kaisa Ahvenjärvi & Leena Kirstinä: Kirjallisuuden opetuksen käsikirja). – Nora Hämäläinen: Filosofian ja kirjallisuuden rajapintoja tutkimassa (Jukka Mikkonen & Antti Salmi-nen (toim.): Kirjallisuus ja filosofia – Rinnakkaisuuksia, risteyksiä, ristiriitoja). – Sari Salin: Satiiria on Suomessakin (Sari Kivistö & H.K. Riikonen: Satiiri Suomessa). – Mia Österlund: Upplagsrika analyser av finländsk samtidslitteratur (Leena Kirstinä (red.): Nodes of Contemporary Finnish Literature). – Päivi Koivisto: Suomalainen tekijäpeli ranskalaisin säännöin (Kaisa Kurikka: Algot Untola ja kirjoittava kone). – Pertti Lassila: Kiven kirjeet hyvin toimitettuina (Aleksis Kivi: Kirjeet. Kriittinen editio. Toimittaneet Juhani Niemi (päätoimittaja), Sakari Katajamäki, Ossi Kokko, Petri Lauerma, Jyrki Nummi. Ruotsinkieliset kirjeet suomentanut Juhani Lindholm). – Tiina Käkelä-Puumala: Nykyaikaa etsimässä (Pekka Vartiainen: Postmoderni kirjallisuus. Länsimai-sen kirjallisuuden historia 1945–2000).

Iäkkäiden suun terveys ja kotihoito. Kohteena Tampereen kaupungin kotihoito

Suun terveyden merkitys on suuri iäkkään henkilön yleisterveyden kannalta. Iän myötä suussa tapahtuu muutoksia, mutta myös yleisterveys ja toimintakyky ovat yhteydessä suun terveyteen. Tutkimuksia kotona asuvien iäkkäiden suun terveydestä on tehty verrattain vähän ja tutkimukset ovatkin keskittyneet laitoshoidossa oleviin. Tämän kyselytutkimuksen tarkoituksena oli selvittää iäkkäiden suun terveyden huomioiminen kotihoidontoimesta. Tutkimuskohteena oli Tampereen kaupungin kotihoito. Kaksiosaisen kyselytutkimuksen kohderyhmänä olivat asiakasohjaajat (n=25) ja kotihoidon työntekijät (n=465). Vastanneita asiakasohjaajia oli 22 ja kotihoidon työntekijöitä 115. Kyselyt toteutettiin pääosin monivalintakysymyksinä. Tutkimuksen tulokset käsiteltiin prosenttiosuuksina. Iäkkäiden, asiakkaiden suun terveys koettiin kotihoidon puolesta aiheena, johon panostaminen on tärkeää. Tutkimusten tulosten perusteella ilmeni tarvetta lisäkoulutukselle molempien kohderyhmien osalta. Kotihoidon vastanneista työntekijöistä yli puolella oli tarvetta lisäkoulutukselle. Lisäksi todettiin tarvetta kotihoidon asiakkaiden suun terveyden huomioimisen lisäämiseksi ja säännöllistämiseksi. Vastanneista asiakasohjaajista kaikki kannattivat rutiinia suun terveyden huomioimista kotihoidon puolesta.

Utilization of steelmaking waste materials for production of calcium carbonate (CaCO3)

The steel industry produces, besides steel, also solid mineral by-products or slags, while it emits large quantities of carbon dioxide (CO2). Slags consist of various silicates and oxides which are formed in chemical reactions between the iron ore and the fluxing agents during the high temperature processing at the steel plant. Currently, these materials are recycled in the ironmaking processes, used as aggregates in construction, or landfilled as waste. The utilization rate of the steel slags can be increased by selectively extracting components from the mineral matrix. As an example, aqueous solutions of ammonium salts such as ammonium acetate, chloride and nitrate extract calcium quite selectively already at ambient temperature and pressure conditions. After the residual solids have been separated from the solution, calcium carbonate can be precipitated by feeding a CO2 flow through the solution. Precipitated calcium carbonate (PCC) is used in different applications as a filler material. Its largest consumer is the papermaking industry, which utilizes PCC because it enhances the optical properties of paper at a relatively low cost. Traditionally, PCC is manufactured from limestone, which is first calcined to calcium oxide, then slaked with water to calcium hydroxide and finally carbonated to PCC. This process emits large amounts of CO2, mainly because of the energy-intensive calcination step. This thesis presents research work on the scale-up of the above-mentioned ammonium salt based calcium extraction and carbonation method, named Slag2PCC. Extending the scope of the earlier studies, it is now shown that the parameters which mainly affect the calcium utilization efficiency are the solid-to-liquid ratio of steel slag and the ammonium salt solvent solution during extraction, the mean diameter of the slag particles, and the slag composition, especially the fractions of total calcium, silicon, vanadium and iron as well as the fraction of free calcium oxide. Regarding extraction kinetics, slag particle size, solid-to-liquid ratio and molar concentration of the solvent solution have the largest effect on the reaction rate. Solvent solution concentrations above 1 mol/L NH4Cl cause leaching of other elements besides calcium. Some of these such as iron and manganese result in solution coloring, which can be disadvantageous for the quality of the PCC product. Based on chemical composition analysis of the produced PCC samples, however, the product quality is mainly similar as in commercial products. Increasing the novelty of the work, other important parameters related to assessment of the PCC quality, such as particle size distribution and crystal morphology are studied as well. As in traditional PCC precipitation process, the ratio of calcium and carbonate ions controls the particle shape; a higher value for [Ca2+]/[CO32-] prefers precipitation of calcite polymorph, while vaterite forms when carbon species are present in excess. The third main polymorph, aragonite, is only formed at elevated temperatures, above 40-50 °C. In general, longer precipitation times cause transformation of vaterite to calcite or aragonite, but also result in particle agglomeration. The chemical equilibrium of ammonium and calcium ions and dissolved ammonia controlling the solution pH affects the particle sizes, too. Initial pH of 12-13 during the carbonation favors nonagglomerated particles with a diameter of 1 μm and smaller, while pH values of 9-10 generate more agglomerates of 10-20 μm. As a part of the research work, these findings are implemented in demonstrationscale experimental process setups. For the first time, the Slag2PCC technology is tested in scale of ~70 liters instead of laboratory scale only. Additionally, design of a setup of several hundreds of liters is discussed. For these purposes various process units such as inclined settlers and filters for solids separation, pumps and stirrers for material transfer and mixing as well as gas feeding equipment are dimensioned and developed. Overall emissions reduction of the current industrial processes and good product quality as the main targets, based on the performed partial life cycle assessment (LCA), it is most beneficial to utilize low concentration ammonium salt solutions for the Slag2PCC process. In this manner the post-treatment of the products does not require extensive use of washing and drying equipment, otherwise increasing the CO2 emissions of the process. The low solvent concentration Slag2PCC process causes negative CO2 emissions; thus, it can be seen as a carbon capture and utilization (CCU) method, which actually reduces the anthropogenic CO2 emissions compared to the alternative of not using the technology. Even if the amount of steel slag is too small for any substantial mitigation of global warming, the process can have both financial and environmental significance for individual steel manufacturers as a means to reduce the amounts of emitted CO2 and landfilled steel slag. Alternatively, it is possible to introduce the carbon dioxide directly into the mixture of steel slag and ammonium salt solution. The process would generate a 60-75% pure calcium carbonate mixture, the remaining 25-40% consisting of the residual steel slag. This calcium-rich material could be re-used in ironmaking as a fluxing agent instead of natural limestone. Even though this process option would require less process equipment compared to the Slag2PCC process, it still needs further studies regarding the practical usefulness of the products. Nevertheless, compared to several other CO2 emission reduction methods studied around the world, the within this thesis developed and studied processes have the advantage of existing markets for the produced materials, thus giving also a financial incentive for applying the technology in practice.

Rikottujen ikkunoiden nollatoleranssi. Tutkimus New Yorkin rikoksentorjunnan uuskonservatiivi-mallista Suomessa

Väitöskirja on kriminologista kontrollin ja rikoksentorjunnan tutkimusta sekä poliisitutkimusta. Kohteena on ympäri maailmaa levinnyt nollatoleranssiksi kutsuttu järjestyspoliisistrategia. Strategiaa kokeiltiin vuosituhannen vaihteessa vuoden kestäneessä järjestyksenvalvonnan hankkeessa Tampereella. Vaikka kyseessä oli kokeilu, niin tutkimuksessa osoitetaan toimintatavan olleen ja olevan pitkälti kiinteä osa perinteistä suomalaisen järjestyspoliisin toimintaperiaatetta. Artikkeliväitöskirja sisältää viisi vuosina 1998–2005 julkaistua kirjoitusta. Kokoavan yhteenvetoartikkelin tutkimusongelmat ovat seuraavat: Millaisia ovat Yhdysvaltojen ja Suomen järjestyspoliisitoiminnan nollatoleranssien mekanismien, kontekstien ja vaikutusten keskeiset erot ja yhtäläisyydet? Millainen on Tampereen nollatoleranssikokeilu ja New Yorkin rikottujen ikkunoiden nollatoleranssi rikoksentorjunnan arvioinnin ja moraalisäätelyn esimerkkeinä? Tampereen kokeilun prosessi- ja vaikuttavuusarviointitutkimus koostaa tutkimuksen empiirisen aineiston. Hankkeen alku- ja loppumittauksena toimi lomakekysely tamperelaisille (2 x n2000). Lisäksi analyysissä käytettiin kansalaiskyselyn uhrikyselyä, poliisin rikos- ja päivystyskeskustilastoja, Tilastokeskuksen tilastoja, hankkeen suoritelomakkeita sekä rangaistusvaatimus- ja rikesakkolomakkeita sekä kouluterveystutkimuksia. Tampereen poliiseille tehtiin lomakekysely ja teemahaastatteluja. Sosiaali-, nuoriso- ja vapaaehtoistyöntekijöitä sekä yli viisikymmentä tamperelaista nuorta sekä kymmenkunta tamperelaista aikuista haastateltiin. Yhdysvaltojen osalta nojaudutaan verrattain suureen määrään julkaistua korkeatasoista ja ajankohtaista kriminologista tutkimusta. New Yorkiin ja Yhdysvaltoihin sovelletussa hallintavalta- ja moraalisäätelyanalyysissa rikotut ikkunat -teoria osoittautuu uuskonservatiiviseksi moraaliprojektiksi, joka opastaa kaupunkeja hankkimaan itselleen oikeuden tiukkaan järjestyksenvalvontaan. Aiemmin sen oli estänyt kansalaisoikeusmyönteinen lakien tulkinta. New Yorkissa ja Tampereella syntyi useita kielteisiä sivu- ja vastavaikutuksia, kuten ongelmien siirtymistä (displacement). Tämä on yksi keskeinen tulos tilannetorjunnan ja kontrollin tehostamisen ja kohdistamisen hankkeissa. Tulokset haastavat arvioimaan kriittisesti, ovatko kaikki lapsiin ja nuoriin kohdistuvat varhaisen puuttumisen hankkeet seuraustensa perusteella oikeutettuja.

Mitä on jumalanpalvelus?

Jatkoa v. 1898 ilmestyneeseen Evankeliumin alku nimiseen teokseen.

Collective Action in Commons: Its Diverse Ends and Consequences

Collective Action in Commons: Its Diverse Ends and Consequences explores new ways in which collective action theories can contribute to our understanding of natural resource management, especially the management of common-pools. Combining classical collective action theories and lessons from earlier empirical works, the study shows that cooperation among resource users is not only a possible solution to “the tragedy of the commons”, but it can be a part of the problem as well. That is, successful cooperation may increase the likelihood of resource depletion, for example, through more effective resource utilization or collusion against sanctioning and monitoring systems. The study also explores how analytic narratives can be used to tell the story behind problems of resource use and their solutions, including the diverse roles of cooperation.

Avoimet tuotealustat ja allianssit älytelevisiomarkkinoilla

Älytelevisiomarkkinat ovat nykyisellään pirstaloituneet eri valmistajien kehittäessä omia älytelevisioalustoitaan, mikä tekee sovelluskehittämisestä erittäin työlästä, kun kehitystyö pitää tehdä jokaiselle alustalle erikseen. LG:n ja Philipsin perustama Smart TV Alliance pyrkii yksinkertaistamaan sovelluskehittäjien työtä, samalla houkutellen lisää kehittäjiä alalle. Työssä tutustutaan tuotealustoihin, avoimeen ja suljettuun innovaatioon, sekä alliansseihin. Lisäksi perehdytään älytelevisioihin sekä tietenkin itse Smart TV Allianceen. Lisäksi tarkastellaan nykyistä markkina-asetelmaa ja arvioidaan yksittäisten toimijoiden tilannetta ja mahdollisia toimenpiteitä. Työn painopiste on fyysisen laitevalmistajan ja käyttöjärjestelmän kehittäjän/ylläpitäjän näkökulmasta. Työn kannalta tärkeässä roolissa ovat ohjelmistopohjaiset tuotealustat. Eritoten työssä käsitellään älytelevisioiden ohjelmistoa tuotealustana, mutta hyvä vaihtoehtoinen ja eritoten monille käytännönläheisempi esimerkki on tietokoneen käyttöjärjestelmä, kuten Microsoft Windows tai useat Linux-pohjaiset käyttöjärjestelmät. Keskeisenä ominaisuutena näissä kaikissa on, että itse käyttöjärjestelmä toimii yhteisenä pohjana, jonka päälle voidaan rakentaa muuta toiminnallisuutta, kuten pelejä ja toimistosovelluksia.

Kullan talteenotto takaisinuuttoliuoksista

Työssä tutkittiin kirjallisuuden ja laboratoriomittausten avulla vaihtoehtoja kullan pelkistämiseen ja talteenottoon kultauuton takaisinuuttoliuoksista. Tavoitteena oli löytää menetelmä, jolla saadaan puhdasta kiinteää lopputuotetta ilman kullan häviöitä. Käytettyjä pelkistimiä olivat D-(+)-glukoosi, natriumboorihydridi, L-askorbiinihappo, D-(-)-isoaskorbiinihappo ja aktiivihiili. Laboratoriokokeiden perusteella D-(-)-isoaskorbiinihappo sekä aktiivihiili olivat sopivimmat pelkistimet kokeissa käytetylle kultaliuokselle. Isoaskorbiinihapolla suoritettiin panoskokeita lasireaktorissa eri alku-pH:ssa sekä erilaisilla pelkistimen ja kullan moolisuhteilla. Tulosten perusteella havaittiin pH:n ja pelkistimen ylimäärän vaikuttavan merkittävästi lopputuotteen puhtauteen. Myös redox-potentiaalia säätämällä ja happopesulla pelkistyksen jälkeen voidaan vaikuttaa lopputuotteen puhtauteen. Aktiivihiilellä suoritettiin panoskokeita adsorptiotasapainojen (latausisotermi) ja kinetiikan tutkimiseksi. Hiileen on mahdollista saada kultaa 383 mg/g kuivaa hiiltä. Suurempi lataus voitaisiin saavuttaa käyttämällä hiiltä, jolla on pienempi partikkelikoko. Kolonnikokeita tehtiin eri virtausnopeuksilla. Kolonnikokeissa kullan dynaaminen adsorptiokapasiteetti hiileen odotetusti kasvoi virtausnopeuden laskiessa. Pienin käytetty virtausnopeus oli 2,40 BV/h, jolloin kapasiteetti oli 75,4 mg/g kuivaa hiiltä (c (Au feed) = 129 mg/L). Kullasta voidaan poistaa myös kolonnipelkistyksen jälkeen epäpuhtauksia happopesulla. Isoaskorbiinihapolla pelkistyksen kinetiikka on nopea ja sillä saatiin pelkistettyä puhdasta lopputuotetta. Sekä isoaskorbiinihappo, että aktiivihiili ovat potentiaalisia menetelmiä kullan talteenottoon.

Pasvik Water Quality until 2013 ; 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 end metallurgical industry (Kola GMK). In this report temporal trends of the water chemistry during 2000–2013 are examined on the basis of the data gathered from lake Inari, River Pasvik and directly connected lakes, Lake Kuetsjarvi and 25 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. Lake Inari is free of direct emissions from the Pechenganikel and the water quality is excellent. In River Pasvik and the directly connected lakes copper, nickel, and sulphates are the main pollutants. The most polluted water body is the Kolosjoki River as well as the stream connecting the Lakes Salmijarvi and Kuetsjarvi. The concentration of metals and sulphates in the water notably increases downstream the river lower Lake Kuetsjarvi. In Lake Kuetsjarvi copper and nickel concentrations are clearly elevated and have changed insignificantly in the last years of the research period. In the small border area lakes recovery from acidification in Vätsäri and Jarfjord is evident. Nickel and copper oncentrations have fluctuated but remained on clearly elevated level in Jarfjord and Pechenga. Copper concentrations have been slightly rising in the recent years. In Pechenga area nickel concentrations during the last four monitoring years are decreasing in some places but the regional trend through whole time series is still positive.

Extended hydrogen photoproduction by nitrogen-fixing cyanobacteria

Cyanobacteria are the only prokaryotic organisms performing oxygenic photosynthesis. They comprise a diverse and versatile group of organisms in aquatic and terrestrial environments. Increasing genomic and proteomic data launches wide possibilities for their employment in various biotechnical applications. For example, cyanobacteria can use solar energy to produce H2. There are three different enzymes that are directly involved in cyanobacterial H2 metabolism: nitrogenase (nif) which produces hydrogen as a byproduct in nitrogen fixation; bidirectional hydrogenase (hox) which functions both in uptake and in production of H2; and uptake hydrogenase (hup) which recycles the H2 produced by nitrogenase back for the utilization of the cell. Cyanobacterial strains from University of Helsinki Cyanobacteria Collection (UHCC), isolated from the Baltic Sea and Finnish lakes were screened for efficient H2 producers. Screening about 400 strains revealed several promising candidates producing similar amounts of H2 (during light) as the ΔhupL mutant of Anabaena PCC 7120, which is specifically engineered to produce higher amounts of H2 by the interruption of uptake hydrogenase. The optimal environmental conditions for H2 photoproduction were significantly different between various cyanobacterial strains. All suitable strains revealed during screening were N2-fixing, filamentous and heterocystous. The top ten H2 producers were characterized for the presence and activity of the enzymes involved in H2 metabolism. They all possess the genes encoding the conventional nitrogenase (nifHDK1). However, the high H2 photoproduction rates of these strains were shown not to be directly associated with the maximum capacities of highly active nitrogenase or bidirectional hydrogenase. Most of the good producers possessed a highly active uptake hydrogenase, which has been considered as an obstacle for efficient H2 production. Among the newly revealed best H2 producing strains, Calothrix 336/3 was chosen for further, detailed characterization. Comparative analysis of the structure of the nif and hup operons encoding the nitrogenase and uptake hydrogenase enzymes respectively showed minor differences between Calothrix 336/3 and other N2-fixing model cyanobacteria. Calothrix 336/3 is a filamentous, N2-fixing cyanobacterium with ellipsoidal, terminal heterocysts. A common feature of Calothrix 336/3 is that the cells readily adhere to substrates. To make use of this feature, and to additionally improve H2 photoproduction capacity of the Calothrix 336/3 strain, an immobilization technique was applied. The effects of immobilization within thin alginate films were evaluated by examining the photoproduction of H2 of immobilized Calothrix 336/3 in comparison to model strains, the Anabaena PCC 7120 and its ΔhupL mutant. In order to achieve optimal H2 photoproduction, cells were kept under nitrogen starved conditions (Ar atmosphere) to ensure the selective function of nitrogenase in reducing protons to H2. For extended H2 photoproduction, cells require CO2 for maintenance of photosynthetic activity and recovery cycles to fix N2. Application of regular H2 production and recovery cycles, Ar or air atmospheres respectively, resulted in prolongation of H2 photoproduction in both Calothrix 336/3 and the ΔhupL mutant of Anabaena PCC 7120. However, recovery cycles, consisting of air supplemented with CO2, induced a strong C/N unbalance in the ΔhupL mutant leading to a decrease in photosynthetic activity, although total H2 yield was still higher compared to the wild-type strain. My findings provide information about the diversity of cyanobacterial H2 capacities and mechanisms and provide knowledge of the possibilities of further enhancing cyanobacterial H2 production.