A phonological and tonal analysis of Samue using Optimality Theory

The topic of the present doctoral dissertation is the analysis of the phonological and tonal structures of a previously largely undescribed language, namely Samue. It is a Gur language belonging to the Niger-Congo language phulym, which is spoken in Burkina Faso. The data were collected during the fieldwork period in a Sama village; the data include 1800 lexical items, thousands of elicited sentences and 30 oral texts. The data were first transcribed phonetically and then the phonological and tonal analyses were conducted. The results show that the phonological system of Samue with the phoneme inventory and phonological processes has the same characteristics as other related Gur languages, although some particularities were found, such as the voicing and lenition of stop consonants in medial positions. Tonal analysis revealed three level tones, which have both lexical and grammatical functions. A particularity of the tonal system is the regressive Mid tone spreading in the verb phrase. The theoretical framework used in the study is Optimality theory. Optimality theory is rarely used in the analysis of an entire language system, and thus an objective was to see whether the theory was applicable to this type of work. Within the tonal analysis especially, some language specific constraints had to be created, although the basic Optimality Theory principle is the universal nature of the constraints. These constraints define the well-formedness of the language structures and they are differently ranked in different languages. This study gives new insights about typological phenomena in Gur languages. It is also a fundamental starting point for the Samue language in relation to the establishment of an orthography. From the theoretical point of view, the study proves that Optimality theory is largely applicable in the analysis of an entire sound system.

Stop bugging me! : diversity in appearance of warning coloration

In nature, many animals use body coloration to communicate with each other. For example, colorations can be used as signals between individuals of the same species, but also to recognise individuals of other species, and if they may comprise a threat or not. Many animals use protective coloration to avoid predation. The two most common strategies of protective coloration are camouflage and aposematism. Camouflaged animals have coloration that minimises detection, usually by matching colours or structures in the background. Aposematic animals, on the other hand, signal to predators that they are defended. The defence can be physical structures, such as spikes and hairs, or chemical compounds that make the animal distasteful or even deadly toxic. In order for the warning signal to be effective, the predator has to recognise it as such. Studies have shown that birds for example, that are important visual predators on insects, learn to recognise and avoid unpalatable prey faster if they contrast the background or have large internal contrasts. Typical examples of aposematic species have conspicuous colours like yellow, orange or red, often in combination with black. My thesis focuses on the appearance and function of aposematic colour patterns. Even though researchers have studied aposematism for over a century, there is still a lot we do not know about the phenomenon. For example, as it is crucial that the predators recognise a warning signal, aposematic colorations should assumingly evolve homogeneously and be selected for maximal conspicuousness. Instead, there is an extensive variation of colours and patterns among warning colorations, and it is not uncommon to find typical cryptic colours, such as green and brown in aposematic colour patterns. One hypothesis to this variation is that an aposematic coloration does not have to be maximally signalling in order to be effective, instead it is sufficient to have distinct features that can be easily distinguished from edible prey. To be maximally conspicuous is one way to achieve this, but not the only way. Another hypothesis is that aposematic prey that do not exhibit maximal conspicuousness can exploit both camouflage and aposematism in a distance-dependent fashion, by being signalling when seen close up but camouflaged at a distance. Many prey animals also make use of both strategies by shifting colour at different ecological conditions such as seasonal variations, fluctuations in food resources or between life stages. Yet another explanation for the variation may be that prey animals are usually exposed to several predator species that vary in visual perception and tolerance towards various toxins. The aim with this thesis is, by studying their functions, to understand why aposematic warning signals vary in appearance, specifically in the level of conspicuousness, and if warning coloration can be combined with camouflage. In paper I, I investigated if the colour pattern of the aposematic larva of the Apollo butterfly (Parnassius apollo) can switch function with viewing distance, and be signalling at close range but camouflaged at a distance, by comparing detection time between different colour variants and distances. The results show that the natural coloration has a dual distance-dependent function. Moreover, the study shows that an aposematic coloration does not have to be selected for maximal conspicuousness. A prey animal can optimise its coloration primarily by avoiding detection, but also by investing in a secondary defence, which presence can be signalled if detected. In paper II, I studied how easily detected the coloration of the firebug (Pyrrhocoris apterus), a typical aposematic species, is at different distances against different natural backgrounds, by comparing detection time between different colour variants. Here, I found no distance-dependent switch in function. Instead, the results show that the coloration of the firebug is selected for maximal conspicuousness. One explanation for this is that the firebug is more mobile than the butterfly larva in study I, and movement is often incompatible with efficient camouflage. In paper III, I investigated if a seasonal related colour change in the chemically defended striated shieldbug (Graphosoma lineatum) is an adaptation to optimise a protective coloration by shifting from camouflage to aposematism between two seasons. The results confirm the hypothesis that the coloration expressed in the late summer has a camouflage function, blending in with the background. Further, I investigated if the internal pattern as such increased the effectiveness of the camouflage. Again, the results are in accordance with the hypothesis, as the patterned coloration was more difficult to detect than colorations lacking an internal pattern. This study shows how an aposematic species can optimise its defence by shifting from camouflage to aposematism, but in a different fashion than studied in paper I. The aim with study IV was to study the selection on aposematic signals by identifying characteristics that are common for colorations of aposematic species, and that distinguish them from colorations of other species. I compared contrast, pattern element size and colour proportion between a group of defended species and a group of undefended species. In contrast to my prediction, the results show no significant differences between the two groups in any of the analyses. One explanation for the non-significant results could be that there are no universal characteristics common for aposematic species. Instead, the selection pressures acting on defended species vary, and therefore affect their appearance differently. Another explanation is that all defended species may not have been selected for a conspicuous aposematic warning coloration. Taken together, my thesis shows that having a conspicuous warning coloration is not the only way to be aposematic. Also, aposematism and camouflage is not two mutually exclusive opposites, as there are prey species that exploit both strategies. It is also important to understand that prey animals are exposed to various selection pressures and trade-offs that affect their appearance, and determines what an optimal coloration is for each species or environment. In conclusion, I hold that the variation among warning colorations is larger and coloration properties that have been considered as archetypically aposematic may not be as widespread and representative as previously assumed.

Laivan voimalaitoksen ja jännitevälipiirillisen ruoripotkurikäytön vuorovaikutusten mallintaminen

Diplomityössä on tutkittu sähköisellä potkurijärjestelmällä varustetun laivan voimalaitoksen ja jännitevälipiirillisen propulsiokäytön vuorovaikutusta laivan hätäpysäytyksen aikana. Työssä on kehitetty simulointimalleja jännitevälipiirillisten sähkökäyttöjen simuloimiseksi Saber -simulontiohjelmistolla.Työn alkuosassa esitetään lyhyt yhteenveto laivan sähköisestä potkurijärjestelmästä komponentteineen, käsitellään laivan hätäpysäytyksen teoriaa sekä simuloinneissa huomioonotettavia laivan ja potkurin hydrodynaamisia ominaisuuksia. Työssä käytettävän simulointiohjelmiston toimintaa selvitetään lyhyesti. Jännitevälipiirillisellä propulsiokäytöllä varustetun laivan hätäpysäytyksen simulointimalli esitellään kokonaisuudessaan ja käsitellään simulointimallin sisältämien osakokonaisuuksien teoriaa ja toimintaa. Kehitetyn simulointimallin toimintaa on tarkasteltu vertaamalla tuloksia vastaavansyklokonvertterikäytöllä varustetun laivan simulointituloksiin sekä vertaamallasimulointituloksia laivan merikoeajon yhteydessä tehtyihin mittauksiin. Simulointitulokset vastasivat teoriaa sekä mittaustuloksia varsin hyvin. Voimalaitoksenosalta ei mittaustuloksia ollut käytettävissä, mutta simulointitulokset ovat teorian mukaisia.

Wet Oxidation of Concentrated Wastewaters: Process Combination and Reaction Kinetic Modeling

The accumulation of aqueous pollutants is becoming a global problem. The search for suitable methods and/or combinations of water treatment processes is a task that can slow down and stop the process of water pollution. In this work, the method of wet oxidation was considered as an appropriate technique for the elimination of the impurities present in paper mill process waters. It has been shown that, when combined with traditional wastewater treatment processes, wet oxidation offers many advantages. The combination of coagulation and wet oxidation offers a new opportunity for the improvement of the quality of wastewater designated for discharge or recycling. First of all, the utilization of coagulated sludge via wet oxidation provides a conditioning process for the sludge, i.e. dewatering, which is rather difficult to carry out with untreated waste. Secondly, Fe2(SO4)3, which is employed earlier as a coagulant, transforms the conventional wet oxidation process into a catalytic one. The use of coagulation as the post-treatment for wet oxidation can offer the possibility of the brown hue that usually accompanies the partial oxidation to be reduced. As a result, the supernatant is less colored and also contains a rather low amount of Fe ions to beconsidered for recycling inside mills. The thickened part that consists of metal ions is then recycled back to the wet oxidation system. It was also observed that wet oxidation is favorable for the degradation of pitch substances (LWEs) and lignin that are present in the process waters of paper mills. Rather low operating temperatures are needed for wet oxidation in order to destruct LWEs. The oxidation in the alkaline media provides not only the faster elimination of pitch and lignin but also significantly improves the biodegradable characteristics of wastewater that contains lignin and pitch substances. During the course of the kinetic studies, a model, which can predict the enhancements of the biodegradability of wastewater, was elaborated. The model includes lumped concentrations suchas the chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand and reflects a generalized reaction network of oxidative transformations. Later developments incorporated a new lump, the immediately available biochemical oxygen demand, which increased the fidelity of the predictions made by the model. Since changes in biodegradability occur simultaneously with the destruction of LWEs, an attempt was made to combine these two facts for modeling purposes.

Effect of Noncondensable Gases on Circulation of Primary Coolant in Nuclear Power Plants in Abnormal Situations

The present study focuses on two effects of the presence of a noncondensable gas on the thermal-hydraulic behavior of thecoolant of the primary circuit of a nuclear reactor in the VVER-440 geometry inabnormal situations. First, steam condensation with the presence of air was studied in the horizontal tubes of the steam generator (SG) of the PACTEL test facility. The French thermal-hydraulic CATHARE code was used to study the heat transfer between the primary and secondary side in conditions derived from preliminary experiments performed by VTT using PACTEL. In natural circulation and single-phase vapor conditions, the injection of a volume of air, equivalent to the totalvolume of the primary side of the SG at the entrance of the hot collector, did not stop the heat transfer from the primary to the secondary side. The calculated results indicate that air is located in the second half-length (from the mid-length of the tubes to the cold collector) in all the tubes of the steam generator The hot collector remained full of steam during the transient. Secondly, the potential release of the nitrogen gas dissolved in the water of the accumulators of the emergency core coolant system of the Loviisa nuclear power plant (NPP) was investigated. The author implemented a model of the dissolution and release ofnitrogen gas in the CATHARE code; the model created by the CATHARE developers. In collaboration with VTT, an analytical experiment was performed with some components of PACTEL to determine, in particular, the value of the release time constant of the nitrogen gas in the depressurization conditions representative of the small and intermediate break transients postulated for the Loviisa NPP. Such transients, with simplified operating procedures, were calculated using the modified CATHARE code for various values of the release time constant used in the dissolution and release model. For the small breaks, nitrogen gas is trapped in thecollectors of the SGs in rather large proportions. There, the levels oscillate until the actuation of the low-pressure injection pumps (LPIS) that refill the primary circuit. In the case of the intermediate breaks, most of the nitrogen gas is expelled at the break and almost no nitrogen gas is trapped in the SGs. In comparison with the cases calculated without taking into account the release of nitrogen gas, the start of the LPIS is delayed by between 1 and 1.75 h. Applicability of the obtained results to the real safety conditions must take into accountthe real operating procedures used in the nuclear power plant.

Metsäteollisuuden jätevesien häiriöpäästöt ja niihin varautuminen. CASE: Kaakkois-Suomi

Metsäteollisuuden jätevesien normaaleja jatkuvia päästöjä hallitaan yhä paremmin. Tästä syystä niin sanottujen häiriöpäästöjen merkitys vesien kuormittajana kasvaa. Työssä tarkasteltiin 14 Kaakkois-Suomen metsäteollisuuden toiminnanharjoittajan jätevesien häiriöpäästöjä.Työn tavoitteena oli selvittää minkälaisia ja kuinka paljon poikkeuksellisia tilanteita on viime vuosina esiintynyt. Työssä selvitettiin mitkä syyt olivat aiheuttaneet häiriöpäästöjä, mitä vaikutuksia häiriöillä oli jätevesipäästöihin sekä kuinka tilanteissa oli toimittu. Työn teoriaosassa tarkasteltiin metsäteollisuuden tuotantoprosessien ja jätevedenpuhdistuksen mahdollisia häiriöpäästölähteitä sekä niiden ominaispiirteitä. Lisäksi tarkasteltiin häiriöpäästöjen vaikutuksia ja seurauksia toiminnanharjoittajien ja lupaviranomaisten näkökulmasta sekä kuinka häiriöpäästöihin tulee lainsäädännön ja ympäristöjärjestelmien mukaan varautua. Tutkimusosio koostui toiminnanharjoittajille lähetetystä häiriöpäästökyselystä, viranomaisille lähetetyistä häiriöpäästöilmoituksista sekä VAHTI –tietokannan vesipäästötiedoista. Kaikilla toiminnanharjoittajilla esiintyi häiriöpäästöjä. Häiriöpäästöt aiheuttivat lupaehtojen ylityksiä vuosina 1998-2003 yhteensä 66 kappaletta. Suurimpana syynä häiriöpäästöihin olivat prosessihäiriöt. Useimmiten häiriöpäästöt olivat usean eri syyn summa. Häiriöpäästöjen ilmoittamiskäytäntö viranomaisille vaihtelee, vaikka lupaehdoissa häiriö- ja poikkeustilanteet on määritelty kaikille lähes samalla tavalla. Jotkut ilmoittavat kaikista päästölisäyksistä, kun taas toiset ainoastaan merkittävistä. Osa ilmoittaa häiriöpäästöistä puhelimitse, jolloin ilmoituksesta ei jää kirjallista dokumenttia. Kaikista lupaehtojen ylityksistä ei ole tehty kirjallista ilmoitusta. Lupaehdoissa on häiriö- ja poikkeustilanteet määritelty sen verran suppeasti, että toiminnanharjoittajat soveltavat niitä haluamallaan tavalla. Valvontaviranomaiset puuttuvat häiriötilanteisiin lähinnä kehottamalla toiminnanharjoittajia poistamaan häiriötilanteet. Viranomaiset eivät ole määränneet toiminnan keskeyttämistä häiriöpäästöjen poistamiseksi. Yhdestä häiriöpäästöstä on tehty rikosilmoitus.

Lahti–Kerava -Oikoradan ensivaikutukset linja-autoliikenteeseen

Työn tavoitteena on tutkia syyskuussa 2006 auenneen Lahti-Kerava Oikoradan ensivaikutuksia linja-autoliikenteeseen. Vaikutuksia tutkitaan kolmelta eri kannalta, joita ovat linja-autoyritykset, matkustajat ja kunnat. Työstä on rajattu pois Helsingin sopimusliikenne eli YTV-alue. Tutkimus on kvalitatiivinen, ymmärtämään pyrkivä ja hyvin empiriapainotteinen. Tutkimus toteutetaan pääsääntöisesti analysoimalla tilastollista tietoa ja tekemällä teemahaastatteluja. Lisäksi vaikutuksia matkustajille tutkitaan matkustajatutkimuksen avulla. Tutkimustulokset osoittavat, että matkustajamäärät ovat linja-autoliikenteessä vähentyneet huomattavasti Lahti-Helsinki-Lahti sekä Mäntsälä-Helsinki-Mäntsälä - väleillä oikoradan henkilöjunaliikenteen alkamisen jälkeen. Matkustajatutkimus osoittaa, että matkustaja valitsee linja-auton tälle välille sopivan matkareitin, pysäkille pääsemisen helppouden ja luotettavuuden vuoksi. Juna puolestaan valitaan sen nopeuden ja hinnan vuoksi tutkitulla välillä.

Time-lapse -intervallikuvaaminen

Miltä sinusta tuntuisi nähdä vanhenevasi viisikymmentä vuotta minuutissa? Time-lapse -kuvaus on nykytekniikalla ainoa keino ihmisille matkustaa ajassa. Tällä kuvaustavalla on mahdollista hidastaa elämää tai vastaavasti nopeuttaa sitä. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on käydä läpi ne keinot ja tekniikat kuinka time-lapse -kuvia voidaan tehdä. Työn tavoitteena on ollut ymmärtää time-lapse -kuvaamista ja tutustua eri efekteihin, joita voi tehdä intervallikuvauksen avulla. Työhön on tehty kuvamateriaalia kirjallisen osan tueksi, jotta lukijan olisi mahdollisimman helppo ymmärtää kuvaustapaa. Työhön on tehty kaavoja ja kuvia, jotka antavat lukijalle mahdollisuuden myös kokeilla kuvien ottamista. Työssä on kerrottu kuvien ottamisesta ja siinä helposti tehtävistä virheistä, jotta lukijan ei tarvitsisi omissa kokeiluissaan ajaa samoihin ansoihin, kuin opinnäytetyötä tehdessä on ajettu. Time-lapse -kuvaaminen on kiehtova tapa tuoda kaikki valokuvauksen keinot elokuvaan. Tämä työ on tehty sitä varten, että tekijä itse on syventänyt ymmärrystään kuvaustapaan ja siksi, että lukija voisi suunnitella kuvauksiaan monipuolisemmin. Tämä työ käy time-lapse -kuvaamisen pinnalla. Syvemmällä kuvaustavan sisällä on miljoonia keinoja, joita on mahdollista löytää, kokeilla ja käyttää. Tämän työn tarkoituksena on olla alku matkalle, joka vie mukanaan kokeilemaan uusia keinoja, joita ei ehkä kuvien digitaalisuuden tuomien mahdollisuuksien myötä ole vielä edes löydetty.

Computing the persistent homology of range images with alpha shapes

Laser scanning is becoming an increasingly popular method for measuring 3D objects in industrial design. Laser scanners produce a cloud of 3D points. For CAD software to be able to use such data, however, this point cloud needs to be turned into a vector format. A popular way to do this is to triangulate the assumed surface of the point cloud using alpha shapes. Alpha shapes start from the convex hull of the point cloud and gradually refine it towards the true surface of the object. Often it is nontrivial to decide when to stop this refinement. One criterion for this is to do so when the homology of the object stops changing. This is known as the persistent homology of the object. The goal of this thesis is to develop a way to compute the homology of a given point cloud when processed with alpha shapes, and to infer from it when the persistent homology has been achieved. Practically, the computation of such a characteristic of the target might be applied to power line tower span analysis.

Некоторые наблюдения по поводу построения компьютерного морфологического анализатора марийского языка. [Problems in writing a two-level model of Mari morphology]

The article describes some concrete problems that were encountered when writing a two-level model of Mari morphology. Mari is an agglutinative Finno-Ugric language spoken in Russia by about 600 000 people. The work was begun in the 1980s on the basis of K. Koskenniemi’s Two-Level Morphology (1983), but in the latest stage R. Beesley’s and L. Karttunen’s Finite State Morphology (2003) was used. Many of the problems described in the article concern the inexplicitness of the rules in Mari grammars and the lack of information about the exact distribution of some suffixes, e.g. enclitics. The Mari grammars usually give complete paradigms for a few unproblematic verb stems, whereas the difficult or unclear forms of certain verbs are only superficially discussed. Another example of phenomena that are poorly described in grammars is the way suffixes with an initial sibilant combine to stems ending in a sibilant. The help of informants and searches from electronic corpora were used to overcome such difficulties in the development of the two-level model of Mari. The variation of the order of plural markers, case suffixes and possessive suffixes is a typical feature of Mari. The morphotactic rules constructed for Mari declensional forms tend to be recursive and their productivity must be limited by some technical device, such as filters. In the present model, certain plural markers were treated like nouns. The positional and functional versatility of the possessive suffixes can be regarded as the most challenging phenomenon in attempts to formalize the Mari morphology. Cyrillic orthography, which was used in the model, also caused problems. For instance, a Cyrillic letter may represent a sequence of two sounds, the first being part of the word stem while the other belongs to a suffix. In some cases, letters for voiced consonants are also generalized to represent voiceless consonants. Such orthographical conventions distance a morphological model based on orthography from the actual (morpho)phonological processes in the language.

Pienitaajuinen radiosekoitin

Normaalisti radiovastaanottimet on luokiteltavissa suoriin vastaanottimiin ja superheterodynevastaanottimiin. Jälkimmäistä nimitetään tavallisesti supervastaanottimeksi. Molemman vastaanottimen oleellisiin osiin kuuluu antennin virityspiiri, supervastaanottimelle lisäksi paikallisoskillaattorin virityspiiri, mikä pitää virittää antennipiirin kanssa samanaikaisesti. Pienillä taajuuksilla, taajuudet luokassa kilo-Hertzejä tai pienemmillä, on antennipiirin viritys resonanssipiirin ominaisuuksista johtuen sitä kapeammalla kaistalla ja sitä hitaampaa mitä pienemmällä taajuudella vastaanotto tapahtuu. Lisäksi virityspiiri hyvyysluku Q on vaikea saada sopivaksi, mikäli viritys on muuten käytännöllinen, säädettävä resonanssipiiri. Vaadittaessa kiinteätaajuista viritystä on käytännöllistä hyödyntää sähkömekaanisia osia, siis keraamisia tai kvartsikiteitä. Koska kiteitten ja korkean hyvyysluvun piirin värähtely jatkuu useita värähtelyjaksoja ennen saapuneitten värähtelyjen sammumista, kestää myös kauan aikaa, ennen kuin värähtely piirissä on loppu. Pienitaajuinen resonanssipiiri saavuttaa maksimivirtansa hitaasti, jos hyvyysluku on iso, kun piiri alkaa johtaa resonanssitaajuista virtaa. Tässä työssä pyritään vastaanotinjärjestelyyn ongelmallisen, pientaajuisen virityspiirin käytön välttämiseksi. Toisena tavoitteena on saada aikaan vastaanotto siten, että tietty pienitaajuinen radiotaajuusalue voidaan kokonaisuudessaan vastaanottaa jatkuva-aikaisesti, ilman antennipiirin jatkuvaa virittämistä erillisille taajuuksille. Laaditaan kytkentä, joka mitoitetaan, simuloidaan ja mitataan.

Thylakoid Protein Phosphorylation in Regulation of Photosynthesis

Once the seed has germinated, the plant is forced to face all the environmental changes in its habitat. In order to survive, plants have evolved a number of different acclimation systems. The primary reaction behind plant growth and development is photosynthesis. Photosynthesis captures solar energy and converts it into chemical form. Photosynthesis in turn functions under the control of environmental cues, but is also affected by the growth, development, and metabolic state of a plant. The availability of solar energy fluctuates continuously, requiring non-stop adjustment of photosynthetic efficiency in order to maintain the balance between photosynthesis and the requirements and restrictions of plant metabolism. Tight regulation is required, not only to provide sufficient energy supply but also to prevent the damage caused by excess energy. The very first reaction of photosynthesis is splitting of water into the form of oxygen, hydrogen, and electrons. This most fundamental reaction of life is run by photosystem II (PSII), and the energy required for the reaction is collected by the light harvesting complex II (LHCII). Several proteins of the PSII-LHCII complex are reversibly phosphorylated according to the energy balance between photosynthesis and metabolism. Thylakoid protein phosphorylation has been under extensive investigation for over 30 years, yet the physiological role of phosphorylation remains elusive. Recently, the kinases behind the phosphorylation of PSII-LHCII proteins (STN7 and STN8) were identified and the knockout mutants of these kinases became available, providing powerful tools to elucidate the physiological role of PSII-LHCII phosphorylation. In my work I have used the stn7 and stn8 mutants in order to clarify the role of PSII-LHCII phosphorylation in regulation and protection of the photosynthetic machinery according to environmental cues. I show that STN7- dependent PSII-LHCII protein phosphorylation is required to balance the excitation energy distribution between PSII and PSI especially under low light intensities when the excitation energy transfer from LHC to PSII and PSI is efficient. This mechanism differs from traditional light quality-induced “state 1” – “state 2” transition and ensures fluent electron transfer from PSII to PSI under low light, yet having highest physiological relevance under fluctuating light intensity. STN8-dependent phosphorylation of PSII proteins, in turn, is required for fluent turn-over of photodamaged PSII complexes and has the highest importance upon prolonged exposure of the photosynthetic apparatus to excess light.

Julkishallinnon sähköisten palveluiden arkkitehtuurit

Sähköinen asiointi on yleistynyt viime vuosien aikana nopeasti. Toimivia julkishallinnon sähköisiä palveluita kehitetään jatkuvasti yhä uusiin tarkoituksiin. Tällä hetkellä sähköisten palveluiden tarjontaa leimaa hajanaisuus. Jokainen palveluita tarjoava organisaatio kehittää palveluita itsenäisesti, omalla tavallaan. Palveluiden kehittäminen asiakaslähtöisesti edellyttää palvelukokonaisuuksien suunnittelua arkkitehtuuritasolla. Yksittäisten sovellusten kehittämisen lisäksi on huomioitava näiden sovellusten toimivuus yhteen, osana suurempaa kokonaisuutta. Palvelukeskeisessä arkkitehtuurisuunnittelussa lähtökohta on se, että jokainen yksittäinen sovellus on itsessään palvelu, joka tuottaa määritelmänsä mukaisen tulosteen sellaisessa muodossa, jota muut sovellukset kykenevät ymmärtämään. Työn tuloksena havaittiin, että vaikka sähköiselle hallinnolle on kehitetty useita viitearkkitehtuureja, on käytännön työ palveluiden integroimiseksi vielä kesken. Yksittäisten palveluiden liittäminen suuremmiksi kokonaisuuksiksi vaatii määrätietoista arkkitehtuurisuunnittelua sekä kansallista suunnittelun koordinointia. Tiedon jakaminen organisaatiorajojen yli muodostaa joukon kysymyksiä, joihin ei ole vielä vastausta. Tietosuojaa ja yksityisyyttä ei voida uhrata sähköistä hallintoa suunniteltaessa.

SMB-laitteiston suunnittelu hydrometallurgisiin sovelluksiin

Työn tarkoituksena oli suunnitella, ohjelmoida ja koekäyttää SMB-laitteisto (Simulated Moving Bed) hydrometallurgisiin erotuksiin. Simuloitu liikkuvapeti saadaan aikaan vaihtamalla sisään- ja ulostuloporttien paikkaa nestevirran suuntaan. Tällöin aikaansaadaan kiintoaineen vastavirtaus minkä johdosta erotustehokkuus kasvaa. Komponenttien retentiotaipumuseroista johtuen komponentit liikkuvat eri nopeuksilla kolonnijärjestelmässä. Enemmän pidättäytyvät komponentit liikkuvat nestevirtaa vastaan ja vähemmän pidättäytyvät komponentit nestevirran mukana. Hydrometallurgiassa vastavirtauksen käyttöä ei ole tieteellisissä julkaisuissa käsitelty laajalti ja saatavilla oleva informaatio onkin kaupallisten yritysten tuottamaa. Hydrometallurgiassa vastavirtausta käyttävissä ioninvaihtolaitteistoissa hyödynnetään irrallisia regenerointivyöhykkeitä. Venttiilijärjestelmän osalta päädyttiin ratkaisuun jossa käytetään yhtä kiertoventtiiliä kullekin virralle, minkä lisäksi kolonnien väleillä käytetään solenoidiventtiiliä. Tämä järjestelmä mahdollistaa yleisimpien SMB-menetelmien käytön mukaan lukien irralliset vyöhykkeet. Laitteiston ohjauksesta vastaa LabVIEW 2010:llä ohjelmoitu ohjelmisto, joka sisältää kaikkien tarvittavien laitteiden ohjausrutiinit. Se mahdollistaa venttiilien synkroniset ja epäsynkroniset vaihdot. Laitteiston puhdistusta varten on ohjelmistoon rakennettu oma rutiini venttiilejä varten. Pumppujen osalta ohjelmisto mahdollistaa vakiovirtauksen sekä lineaaristen ja porrasmuotoisten gradienttien käytön. Ongelmatilanteita varten ohjelmisto valvoo pumppujen ja venttiilien toimintaa ja pysäyttää laitteiston tarvittaessa. Koekäytön avulla pystyttiin todentamaan laitteiston toimivuus.