The use of branched ketenedimers in solving the deposit problems related to the internal sizing of uncoated fine paper

Alkyl ketene dimers (AKD) are effective and highly hydrophobic sizing agents for the internal sizing of alkaline papers, but in some cases they may form deposits on paper machines and copiers. In addition, alkenyl succinic anhydrides (ASA)- based sizing agents are highly reactive, producing on-machine sizing, but under uncontrolled wet end conditions the hydrolysis of ASA may cause problems. This thesis aims at developing an improved ketene dimer based sizing agent that would have a lower deposit formation tendency on paper machines and copiers than a traditional type of AKD. The aim is also to improve the ink jet printability of a AKD sized paper. The sizing characteristics ofketene dimers have been compared to those of ASA. A lower tendency of ketene dimer deposit formation was shown in paper machine trials and in printability tests when branched fatty acids were used in the manufacture of a ketene dimer basedsizing agent. Fitting the melting and solidification temperature of a ketene dimer size to the process temperature of a paper machine or a copier contributes to machine cleanliness. A lower hydrophobicity of the paper sized with branched ketene dimer compared to the paper sized with traditional AKD was discovered. However, the ink jet print quality could be improved by the use of a branched ketene dimer. The branched ketene dimer helps in balancing the paper hydrophobicity for both black and color printing. The use of a high amount of protective colloidin the emulsification was considered to be useful for the sizing performance ofthe liquid type of sizing agents. Similar findings were indicated for both the branched ketene dimer and ASA.

Bus bar aeolian vibration field tests

Large amplitude bus bar aeolian vibration may lead to post insulator damage. Different damping applications are used to decrease the risk of large amplitude aeolian vibration. In this paper the post insulator load caused by the bus bar aeolian vibration and the effect of damping methods are evaluated. The effects of three types of bus bar connectors and three types of primary structures are studied. Two actual damping devices, damping cable and their combinations are studied. The post insulator loads are studied with strain gage based custom made force sensors installed on the both ends of the post insulator and with the displacement sensor installed on the midpoint of the bus bar. The post insulator loads are calculated from the strain values and the damping properties are determined from the displacement history. The bus bar is deflected with a hanging weight. The weight is released and the bus bar is left to free damped vibration. Both actual bus bar vibration dampers RIBE and SBI were very effective against the aeolian vibration. Combining vibration damper with damping cable will increase the damping ratio but it may be unnecessary considering the extra effort. Bus bar connector type or primary structure have no effect on the vertical load. The bending moment at the post insulator with double sided bus bar connector is significantly higher than at the post insulator with single sided bus bar connector. No reliable conclusions about bus bar connector type effect can be done, but the roller bearing type or central bearing type connector may reduce the bending moment. The RHS steel frame as primary structure may increase the bending moment peak values since it is the least rigid primary structure type and it may start to vibrate as a response to the awakening force of the vibrating bus bar.

Lithostratigraphy and age of pre-Late Weichselian sediments in the Suupohja area, western Finland

Different types of laterally extensive sand- and gravel-dominated deposits, up to several tens of metres thick, were investigated in the Suupohja area of western Finland. The studied sediments were deposited in glacial, ice-marginal, glaciofluvial, sea or lake, littoral and terrestrial environments during several glacial-non-glacial cycles. Seventeen pre-Late Weichselian and three Late Weichselian/Holocene sedimentary units were identified. These were divided into ten formally and two informally defined formations that were together termed the Suupohja Group. Every unit are nevertheless not detectable throughout the study area. The informally defined “Karhukangas lower deposits” represent the lowest units in the Suupohja Group. The Karhukangas lower deposits with 5 till units, 3 glaciolacustrine/-marine units and 2 sand units, were interpreted as having been deposited during possibly four glacial-non-glacial cycles before the Late Pleistocene Subepoch (MIS 6 or earlier). The Kankalo Sand above the Karhukangas lower deposits comprises glaciofluvial and aeolian sands of Late Saalian, Eemian or Early Weichselian origin (MIS 6–MIS 5c). The Kariluoma Till above the Kankalo Sand was possibly deposited during the Late Saalian glacial advance, although an Early Weichselian origin is also possible. The Harrinkangas Formation, with glaciofluvial and quiet-water sediments, is interpreted as having been deposited during the Late Saalian and Eemian Stages (MIS 6–MIS 5e). The uppermost units in the deposits studied, the Kodesjärvi Formation (shore deposit), Isojoki Sand (aeolian), Rävåsen Formation (glaciofluvial), Vanhakylä Formation (shore line deposit), Dagsmark Till and Kauhajoki Till, were deposited during the Weichselian Stage (MIS 5d–MIS 2). In addition, Early Holocene (MIS 1) eskers without till cover were informally termed the “Holocene esker deposits”. The Lumikangas Formation represents gravelly shore deposits formed in the Holocene Epoch, when these areas last emerged from the sea. The first Weichselian ice expansion possibly reached the western part of Suupohja in the Early Weichselian Substage (MIS 5d?), but it did not expand further to the east. The second Weichselian glaciation of relatively short duration occupied the southern part of Finland in the later part of Middle Weichselian (MIS 3). Thus, the southern half of the country remained ice-free for the majority (~65–75%) of the Weichselian Stage. Instead, both humid temperate and periglacial conditions alternated. In the initial part of Middle Weichselian, this area was partly submerged, which indicates eastward expansion of the Scandinavian ice sheet(s), depressing the lithosphere. The exceptionally thick sediment cover, multiple lithofacies, relict landscape and preserved preglacially weathered bedrock are evidence of weak glacial erosion in the Suupohja area during the latest as well as earlier glaciations, making this area one of the key areas in Quaternary research.

Modeling of fireside deposit formation in two industrial furnaces

Fireside deposits can be found in many types of utility and industrial furnaces. The deposits in furnaces are problematic because they can reduce heat transfer, block gas paths and cause corrosion. To tackle these problems, it is vital to estimate the influence of deposits on heat transfer, to minimize deposit formation and to optimize deposit removal. It is beneficial to have a good understanding of the mechanisms of fireside deposit formation. Numerical modeling is a powerful tool for investigating the heat transfer in furnaces, and it can provide valuable information for understanding the mechanisms of deposit formation. In addition, a sub-model of deposit formation is generally an essential part of a comprehensive furnace model. This work investigates two specific processes of fireside deposit formation in two industrial furnaces. The first process is the slagging wall found in furnaces with molten deposits running on the wall. A slagging wall model is developed to take into account the two-layer structure of the deposits. With the slagging wall model, the thickness and the surface temperature of the molten deposit layer can be calculated. The slagging wall model is used to predict the surface temperature and the heat transfer to a specific section of a super-heater tube panel with the boundary condition obtained from a Kraft recovery furnace model. The slagging wall model is also incorporated into the computational fluid dynamics (CFD)-based Kraft recovery furnace model and applied on the lower furnace walls. The implementation of the slagging wall model includes a grid simplification scheme. The wall surface temperature calculated with the slagging wall model is used as the heat transfer boundary condition. Simulation of a Kraft recovery furnace is performed, and it is compared with two other cases and measurements. In the two other cases, a uniform wall surface temperature and a wall surface temperature calculated with a char bed burning model are used as the heat transfer boundary conditions. In this particular furnace, the wall surface temperatures from the three cases are similar and are in the correct range of the measurements. Nevertheless, the wall surface temperature profiles with the slagging wall model and the char bed burning model are different because the deposits are represented differently in the two models. In addition, the slagging wall model is proven to be computationally efficient. The second process is deposit formation due to thermophoresis of fine particles to the heat transfer surface. This process is considered in the simulation of a heat recovery boiler of the flash smelting process. In order to determine if the small dust particles stay on the wall, a criterion based on the analysis of forces acting on the particle is applied. Time-dependent simulation of deposit formation in the heat recovery boiler is carried out and the influence of deposits on heat transfer is investigated. The locations prone to deposit formation are also identified in the heat recovery boiler. Modeling of the two processes in the two industrial furnaces enhances the overall understanding of the processes. The sub-models developed in this work can be applied in other similar deposit formation processes with carefully-defined boundary conditions.

Self-deposit, discovery, and delivery of scientific GIS datasets using GeoHydra

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Finding Methods for Recognizing and Classifying Spare Part Criticality – Case Full Deposit Stripping Machines

The aim of this Master’s thesis is to find a method for classifying spare part criticality in the case company. Several approaches exist for criticality classification of spare parts. The practical problem in this thesis is the lack of a generic analysis method for classifying spare parts of proprietary equipment of the case company. In order to find a classification method, a literature review of various analysis methods is required. The requirements of the case company also have to be recognized. This is achieved by consulting professionals in the company. The literature review states that the analytic hierarchy process (AHP) combined with decision tree models is a common method for classifying spare parts in academic literature. Most of the literature discusses spare part criticality in stock holding perspective. This is relevant perspective also for a customer orientated original equipment manufacturer (OEM), as the case company. A decision tree model is developed for classifying spare parts. The decision tree classifies spare parts into five criticality classes according to five criteria. The criteria are: safety risk, availability risk, functional criticality, predictability of failure and probability of failure. The criticality classes describe the level of criticality from non-critical to highly critical. The method is verified for classifying spare parts of a full deposit stripping machine. The classification can be utilized as a generic model for recognizing critical spare parts of other similar equipment, according to which spare part recommendations can be created. Purchase price of an item and equipment criticality were found to have no effect on spare part criticality in this context. Decision tree is recognized as the most suitable method for classifying spare part criticality in the company.

Determining, Balancing and Controlling of Pitch and White Pitch at Stora Enso Kabel Production Line 4

Työn ensimmäisenä tarkoituksena oli kartoittaa kiinteä-neste ja neste-neste uuttomenetelmillä pihkan ja valkopihkan määrä Stora Enso Kabelin tuotantolinja 4:llä. Työn kannalta oli myöstärkeää saada selvyys saostumien koostumuksesta. Lopullinen päämäärä oli automatisoida fiksatiivin annostelu uuden, jatkuvatoimisen märänpäänanalysaattorin avulla. Mäntyosuuden kasvattaminen hiokemassassa lisää hydrofobisten partikkeleiden lukumäärää, minkä uskotaan lisäävän saostumariskiä. Työtä varten kehitetty neste-neste uuttomenetelmä, jota ei ole liiemmin paperiteollisuudessa käytetty, voi olla hyvä menetelmä lipofiilisten komponenttien määrän arviointiin tietyssä määrässä massa- tai prosessivesinäytettä. Virtaussytometri-menetelmän avulla tutkittiin pihka- tai valkopihkapartikkeleiden määrää ja kokojakaumaa eri prosessinäytteissä. Virtaussytometri-menetelmällä mitattujen valkopihkapartikkeleiden lukumäärän ja päällystetyn hylyn saostimen suodoksen sameuden välille löytyiselvä korrelaatio. Fiksatiivimäärän vaikutusta päällystetyn hylyn saostimen suodoksen sameuteen tutkittiin koeajojaksolla, jossa fiksatiivin annostelua säädettiin käsin. Käytetyt annosmäärät eivät riittäneet sameuden pitämiseen tasaisena matalalla tasolla.

Elektroniikka - ja sähköromun (SER) kierrätys

Tässä työssä pyrin tarkastelemaan sähkö- ja elektroniikkaromun kierrätystä erityisesti EU - direktiivin mukaisen tuottajavastuun näkökulmasta. Käytettyjen sähkö- ja elektroniikkalaitteiden vuori kasvaa koko ajan kaikkialla Euroopassa. Euroopan parlamentti hyväksyi joulukuussa 2002 kaksi uutta direktiiviä, joilla pyritään lieventämään sähköromuongelmaa. Parlamentin vaatimusten ansiosta unionin jäsenvaltioiden on taattava, että laitteiden valmistajat maksavat omista tuotteistaan syntyvän sähkö- ja elektroniikkalaitejätteen keräys-, käsittely- ja kierrätyskustannukset. Tämä merkitsee esimerkiksi sitä, että kuluttajat voivat viedä vanhat sähkölaitteensa asuinpaikkansa läheisyydessä sijaitseviin maksuttomiin keräyspisteisiin. Myös kuluttajien on otettava vastuu hankkimistaan tuotteista: sähkö- ja elektroniikkalaitejätteen hävittäminen tavallisen kotitalousjätteen seassa tullaan kieltämään.

Kompostointilaitoksen lopputuotteen käyttömahdollisuudet. Case: Himanka

Työssä selvitetään kompostointilaitoksen lopputuotteen erilaisia käyttömahdollisuuksia. Yleisten käyttökohteiden pohjalta on luotu malli Vapo Oy Biotech:n toimittaman Himangan kompostointilaitoksen kompostin hyödyntämiselle. Laitos sijaitsee Himangan kunnassa Keski- Pohjanmaalla. Laitoksella kompostoidaan pääasiassa Himangan ja ympäröivien kuntien jätevesilietteitä turkiseläinlantaa. Jätehuolto Suomessa ja koko EU:n alueella elää voimakasta muutoskautta. Orgaanisten jätteiden vienti kaatopaikoille pyritään tulevaisuudessa lopettamaan kokonaan, mikä on lisännyt niiden käsittelyä mm. kompostoimalla. Kompostoinnin lopputuotteena saadaan ravinteikasta, humuspitoista ainesta. Kompostoinnin yhtenä tavoitteena on tuottaa hyötykäyttöön soveltuvaa tuotetta, joten käyttökohteen löytäminen kompostille on laitoksen toiminnan kannalta erittäin tärkeää. Kompostin käyttömahdollisuuksiin vaikuttavat lainsäädäntö, kompostin ominaisuudet sekä paikalliset olosuhteet. Käyttökohteet on työssä jaettu ei-energiakäyttöön ja energiakäyttöön. Ei-energiakäyttöön kuuluvat maanparannuskäyttö, lannoitekäyttö, käyttö kasvualustassa, maisemointi ja julkinen rakentaminen sekä joitakin erityissovelluksia. Energiakäytön puolella on tarkasteltu kompostin soveltuvuutta erilaisille polttotekniikoille sekä vertailtu kompostia muihin kiinteisiin polttoaineisiin. Kompostien soveltuvuutta eri kohteisiin on arvioitu kompostin analyysi- ja kasvatuskoetulosten pohjalta. Kompostin ei-energiakaytössa on saatu eri tutkimuksissa lupaavia tuloksia. Kompostin on todettu soveltuvan erittäin hyvin mm. perunanviljelyyn, viljan ja nurmikasvien viljelyyn ja erilaisiin maisemointikohteisiin sekä kotipuutarhakäyttöön. Kompostin käyttöä polttoaineena ei ole vielä kokeiltu missään. Kompostin polton suurimmat ongelmat ovat korkea tuhka-, rikki- ja typpipitoisuus sekä epätasainen laatu.

Kerrostumien muodostumisen määritys sondin lämmönsiirron perusteella

Diplomityön tavoitteena oli tutkia kerrostumien muodostumista voimalaitoskattiloiden lämpöpinnoille ja niiden vaikutusta lämmönsiirtoon. Kerrostumien vaikutusta lämpöpintojen lämpötiloihin tutkittiin kerrostumasondin avulla kierto- ja kerrosleijukattiloissa. Saadun mittausaineiston muodostettiin mittaustilannetta vastaava laskentamalli, jonka avulla pystytään selvittämään voimalaitoksen lämpöpintojen likaantumista käyttöperiodin aikana. Työn alussa tarkasteltiin kerrostumien muodostumismekanismeja lämmönsiirtopinnoille, kerrostumien ominaisuuksia ja virtausympäristön vaikutusta lämmönsiirtoon. Poltossa syntyvä tuhka kiinnittyy eri mekanismeilla kattilan seinille ja lämpöpinnoille riippuen polttoaineesta ja ympäröivistä olosuhteista. Likakerrosten muodostuminen lämmönsiirtimen pinnalle pienentää putkeen siirtyvää lämpövirtaa ja alentaa kattilan hyötysuhdetta. Kerrostumien lämmönjohtumisesta ja mikrorakenteesta on hyvin vähän kokeellisen tietoa, mikä vaikeuttaa reaalisten mallien muodostamista kattilan käyttäytymisestä sen likaantuessa.Työn kokeellisessa osassa tarkasteltiin kahdella eri kattilalla tehtyjä mittauksia. Mittaukset tehtiin kerrostumasondilla, jonka lämmönsiirrosta luotiin laskentamalli SIMULINK-simulointiohjelmalla. Mittaustuloksina saatiin kolmen eri pinnan lämpötilat, jotka muuttuivat kerrostuman ja jäähdytyksen vaikutuksesta. Laskentamallista muokattiin mittaustilanteita vastaava, jolloin lämpötilamuutoksista nähdään likakerroksen ominaisuuksien vaikutus lämmönsiirtoon. Sondista muodostettiin myös FLUENT-malli, jolla tarkasteltiin yksittäisen putken virtauskenttää sekä kahden lähekkäin olevan putken vaikutusta virtaukseen.

Rengasleasingin kehittäminen

Työn tavoitteena oli kehittää toimintamallia Vianor Oy:ssä rengasleasingin toteuttamiseksi. Aluksi käydään läpi leasingin käsitteen ja muotojen avulla leasingin pääpiirteitä. Leasingin etuja ja haittoja tarkastellaan sekä leasingilleottajan että -antajan näkökulmasta. Leasingsopimuksessa on tärkeää kiinnittää huomiota sopimusehtoihin, joilla pyritään turvaamaan leasingkohteen säilyminen rahoitusmuodon vakuutena.Käytännön osassa tuodaan esiin rengasleasingin merkitystä leasingilleantajalle ja -ottajalle. Kuorma-auton renkaiden ollessa leasingkohteena täytyy kiinnittää huomiota myös käyttöolosuhteiden merkitykseen. Sopimusehtojen osalta luodaan yleisehtojen pääkohtia rengasleasingiin sovellettavaksi.Nykyiseen toimintamalliin liitetään kustannusseurantajärjestelmä, jolla saadaan selville asiakkaan aiheuttamat kustannukset. Laskutusperusteita muuttamalla pystytään leasingmallia keventämään ja tukemaan paremmin asiakkaan rengastalouden hoitamista.