Pressure filtration characteristics of enzymatically hydrolyzed biomass suspensions

Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic polymers is likely to become one of the key technologies enabling industrial production of liquid biofuels and chemicals from lignocellulosic biomass. Certain types of enzymes are able to hydrolyze cellulose and hemicellulose polymers to shorter units and finally to sugar monomers. These monomeric sugars are environmentally acceptable carbon sources for the production of liquid biofuels, such as bioethanol, and other chemicals, such as organic acids. Liquid biofuels in particular have been shown to contribute to the reduction of net emissions of greenhouse gases. The solid residue of enzymatic hydrolysis is composed mainly of lignin and partially degraded fibers, while the liquid phase contains the produced sugars. It is usually necessary to separate these two phases at some point after the hydrolysis stage. Pressure filtration is an efficient technique for this separation. Solid-liquid separation of biomass suspensions is difficult, because biomass solids are able to retain high amounts of water, which cannot be readily liberated by mechanical separation techniques. Most importantly, the filter cakes formed from biomaterials are compressible, which ultimately means that the separation may not be much improved by increasing the filtration pressure. The use of filter aids can therefore facilitate the filtration significantly. On the other hand, the upstream process conditions have a major influence on the filtration process. This thesis investigates how enzymatic hydrolysis and related process conditions affect the filtration properties of a cardboard suspension. The experimental work consists of pressure filtration and characterization of hydrolysates. The study provides novel information about both issues, as the relationship between enzymatic hydrolysis conditions and subsequent filtration properties has so far not been considered in academic studies. The results of the work reveal that the final degree of hydrolysis is an important factor in the filtration stage. High hydrolysis yield generally increases the average specific cake resistance. Mixing during the hydrolysis stage resulted in undefined changes in the physical properties of the solid residue, causing a high filtration resistance when the mixing intensity was high. Theoretical processing of the mixing data led to an interesting observation: the average specific cake resistance was observed to be linearly proportional to the mixer shear stress. Another finding worth attention is that the size distributions of the solids did not change very dramatically during enzymatic hydrolysis. There was an observable size reduction during the first couple of hours, but after that the size reduction was minimal. Similarly, the size distribution of the suspended solids remained almost constant when the hydrolyzed suspension was subjected to intensive mixing. It was also found that the average specific cake resistance was successfully reduced by the use of filter aids. This reduction depended on the method of how the filter aids were applied. In order to obtain high filtration capacity, it is recommended to use the body feed mode, i.e. to mix the filter aid with the slurry prior to filtration. Regarding the quality of the filtrate, precoat filtration was observed to produce a clear filtrate with negligible suspended solids content, while the body feed filtrates were turbid, irrespective of which type of filter aid was used.

The radio frequency identification technology in the supply chain management: a case of a big logistics company

Nowadays global business trends force the adoption of innovative ICTs into the supply chain management (SCM). Particularly, the RFID technology is on high demand among SCM professionals due to its business advantages such as improving of accuracy and veloc-ity of SCM processes which lead to decrease of operational costs. Nevertheless, a question of the RFID technology impact on the efficiency of warehouse processes in the SCM re-mains open. The goal of the present study is to experiment the possibility of improvement order picking velocity in a warehouse of a big logistics company with the use of the RFID technology. In order to achieve this goal the following objectives have been developed: 1) Defining the scope of the RFID technology applications in the SCM; 2) Justification of the RFID technology impact on the SCM processes; 3) Defining a place of the warehouse order picking process in the SCM; 4) Identification and systematization of existing meth-ods of order picking velocity improvement; 5) Choosing of the study object and gathering of the empirical data about number of orders, number of hours spent per each order line daily during 5 months; 6) Processing and analysis of the empirical data; 7) Conclusion about the impact of the RFID technology on the speed of order picking process. As a result of the research it has been found that the speed of the order picking processes has not been changed as time has gone after the RFID adoption. It has been concluded that in order to achieve a positive effect in the speed of order picking process with the use of the RFID technology it is necessary to simultaneously implement changes in logistics and organizational management in 3PL logistics companies. Practical recommendations have been forwarded to the management of the company for further investigation and procedure.

Kohti dynaamista organisaatioviestintää ja organisaatiota – teoreettinen synteesi

Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, mitä on dynaaminen organisaatio- viestintä, minkälaisesta maailmankuvasta se ponnistaa ja mitä yhtymä- kohtia sillä on tietojohtamisen kolmiulotteiseen organisaatiomalliin. Tutkimus on teoreettinen synteesi, jonka avulla on tarkoitus löytää myös käytännön menetelmiä, joilla voidaan tukea dynaamista organisaatio- viestintää, organisaation dynaamisuutta sekä itseuudistumista. Tutkimuksen teoreettisina lähtökohtina ovat Pekka Aulan dynaamisen organisaatioviestinnän teoria sekä pääasiassa Pirjo Ståhlen luoma kolmiulotteinen organisaatiomalli ja siihen liittyvä itseuudistuvien systeemien teoriaehdotus. Tutkimuksen käytännönläheisessä osassa analysoidaan suomalaisia organisaatioviestinnän oppikirjoja dynaamisen organisaatioviestinnän teorian valossa. Lopuksi muodostetaan malli, joka tukee dynaamista organisaatioviestintää ja organisaatiota. Tutkimus osoittaa, että useiden teoreetikoiden mielestä organisaatioiden pitäisi luopua vanhentuneista organisaatiorakenteistaan ja kehittää työympäristöjään nostamalla inhimilliset voimavarat ensisijaisiksi sekä keskittymällä työntekijöiden välisen vuorovaikutuksen, tiedon sekä informaation vaihtoon.

Käyttöpääoman optimointi hankintatoimessa

Diplomityön tavoitteena oli case-yrityksen erään tehtaan korkean käyttöpääoman pienentäminen hankintatoimen toimintatapojen ja työkalujen avulla. Tutkimus on tehty tapaustutkimuksena ja se on rajattu hankintatoimeen, joten tehtaan muiden toimintojen vaikutusta käyttöpääomaan ei ole huomioitu. Aineistoina on käytetty käyttöpääomaa ja hankintatoimea käsitteleviä tieteellisiä artikkeleita ja kirjoja sekä tehtaan hankintatoimessa toimivien henkilöiden haastatteluita. Lisäksi diplomityössä on hyödynnetty yrityksen toiminnanohjausjärjestelmästä saatua tietoa sekä yrityksen taloudellisia raportteja. Teoriaosuudessa tutustuttiin käyttöpääomaan merkitykseen yritystasolla ja toimitusketjussa, hankintatoimen merkittävyyteen yritysten toiminnassa sekä tutkittiin millaisilla työkaluilla ja toimintatavoilla hankintatoimi voi vaikuttaa yrityksen käyttöpääomaan. Empiirisessä osuudessa tutkittiin tiettyjen merkittävien nimikkeiden käyttöpääoman muodostumista ja simuloitiin kuinka paljon käyttöpääomaa olisi muodostunut, mikäli teoriaosuudessa tutkittuja työkaluja ja toimintatapoja olisi hyödynnetty. Diplomityössä tutkittiin myös miten toimittajayhteistyön ja toimittajien kehittämisen avulla voidaan pienentää käyttöpääomaa. Diplomityö osoitti, että hankintatoimi voi vaikuttaa merkittävästi käyttöpääoman muodostumiseen ja hankintatoimen toimintatapoja muuttamalla ja työkaluja hyödyntämällä voidaan käyttöpääomaa vapauttaa yrityksessä merkittävästi.

Energy Management System for LVDC Island Networks

Recent developments in power electronics technology have made it possible to develop competitive and reliable low-voltage DC (LVDC) distribution networks. Further, islanded microgrids—isolated small-scale localized distribution networks— have been proposed to reliably supply power using distributed generations. However, islanded operations face many issues such as power quality, voltage regulation, network stability, and protection. In this thesis, an energy management system (EMS) that ensures efficient energy and power balancing and voltage regulation has been proposed for an LVDC island network utilizing solar panels for electricity production and lead-acid batteries for energy storage. The EMS uses the master/slave method with robust communication infrastructure to control the production, storage, and loads. The logical basis for the EMS operations has been established by proposing functionalities of the network components as well as by defining appropriate operation modes that encompass all situations. During loss-of-powersupply periods, load prioritizations and disconnections are employed to maintain the power supply to at least some loads. The proposed EMS ensures optimal energy balance in the network. A sizing method based on discrete-event simulations has also been proposed to obtain reliable capacities of the photovoltaic array and battery. In addition, an algorithm to determine the number of hours of electric power supply that can be guaranteed to the customers at any given location has been developed. The successful performances of all the proposed algorithms have been demonstrated by simulations.

Telahiomon tuotannon läpimenoajan ja laadun optimointi

Tämän diplomityön tarkoituksena on tunnistaa UPM Kymin telahiomon tuotannon läpimenoaikaan sekä laatuun vaikuttavia tekijöitä ja löytää keinot niiden optimoimiseksi, jotta hiontatuotannon kustannustehokkuus parantuisi. Tutkimusmenetelminä työssä käytetään Kymin telahiomon tuotannon läpimenoaikojen telakohtaista mittaamista ja hionnasta tehtyjen mittausraporttien, pinnoituksista ja hionnoista tehtyjen ostotilauksien sekä SAP R/3-toiminnanohjausjärjestelmästä saatavan kunnossapitodatan tutkintaa. Tiedon lähteenä on käytetty myös kirjallisuutta ja UPM henkilöstön sekä toimittajien haastatteluita. Muiden telahiomojen aikaansaamaan laatuun ja tuotannon läpimenoaikaan verrattuna Kymin telahiomon keskimääräiset hiontatuotannon läpimenoajat ovat telasta riippuen kaksinkertaisia tai jopa lähes nelinkertaisia, vaikka pinnankarheus jää osassa teloista alle asetetun tavoitteen. Telahiomojen muototoleransseissa ei ole niin merkittäviä eroja, mitkä selittäisivät Kymin pidemmät hiontatuotannon läpimenoajat. Tämän takia muototoleransseja ei ole päädytty muuttamaan työn aikana, mutta käyttökokemusten mukaan pinnankarheusvaatimusta voidaan laskea. Telahiontaprosessin muotohiontavaihe on suurin hiontatuotannon läpimenoaikaan ja kustannuksiin vaikuttava tekijä. Hiontamenetelmien ja hionta-arvojen optimoimisella, hiontatyökalujen lastuamiskyvyn ylläpitämisellä, telahiontatuotannon yliprosessoinnin ehkäisyllä ja laatutoleransseihin tyytymisellä voidaan lyhentää kymmeniä tunteja telahiomon tuotannon läpimenoaikaa. Mittausraporttien mukaan merkittävin muutos telahiontaprosessin kustannuksiin ja hiontatuotannon läpimenoaikaan saadaan noudattamalla laatutoleransseja. Telojen kunnossapitoon liittyviä kustannuksia syntyy turhaan lisää, kun vaihdetaan ja hiotaan käyttökelpoisia teloja sekä uudelleen pinnoitetaan teloja, joiden pinnoitepaksuus on vielä riittävä. Pinnoitepaksuuden seurannalla voidaan minimoida telojen ennenaikaiset uudelleenpinnoitukset. Mittalaitteiden avulla pystyy optimoimaan telojen hiontavälit. Hiontavälien optimointi lyhentää myös hiontajonoa. Tällöin voidaan hyödyntää suunnitellun hiontajärjestyksen tuomia etuja tehokkaammin ja saavuttaa nopeampia tuotannon läpimenoaikoja.

Open Access in Times of Knowledge Unlatched : Cooperative Action for Books and Journals

Presentation at the seminar "Publishers and Funders for OA in Finland", Helsinki, May 24, 2016