Päällystetyn graafisen kartongin hajuominaisuudet

Diplomityön tavoitteena oli selvittää elintarvikepakkauksiin soveltuvan graafisen kartongin potentiaalinen hajun aiheuttaja. Lisäksi tavoitteena oli vähentää päällystetyn tasakoosteisen (SBS) kolmikerroskartongin hajutasoa keskittyen päällystyspastakomponentteihin sekä massaosaston jälkeen annosteltaviin kemikaaleihin. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin eri kartonkilajeja, päällystyspastoja ja sen sisältämiä komponentteja, pääpainon ollessa kuitenkin kartongin hajuominaisuuksiin vaikuttavien tekijöiden selvittämisessä. Lisäksi luotiin katsaus kartonkien aistinvaraisiin ja instrumentaalisiin määritysmenetelmiin. Instrumentaalisista määritysmenetelmistä käsiteltiin headspace –kaasukromatografia (HSGC) sekä korkeanerotuskyvyn nestekromatografia yhdistettynä massaspektrometriin (HPLC/MS). Kokeellisen osan alussa kartoitettiin päällystyskemikaalien sekä liima- ja retentioaineiden haihtuvat yhdisteet HSGC- ja HPLC/MS –tekniikoiden avulla. Kaasukromatografisesti analysoidut kokonaishaihtuvien tasot eivät poikenneet normaaleista tasoista, joten jouduttiin siirtymään HPLC/MS –menetelmään. HPLC/MS –tekniikalla on päästy tutkimaan herkästi haihtuvien typpiyhdisteiden amiinipitoisuuksia. Kemikaalimittausten perusteella vaihdettiin potentiaaliset hajua aiheuttavat kemikaalit, kovete ja synteettinen paksuntaja, markkinoilla oleviin vaihtoehtoisiin kemikaaleihin ja suoritettiin pilot -koeajo sekä tehdasmittakaavaiset koeajot. Työssä perehdyttiin myös varastoinnin aiheuttamiin vaikutuksiin eri kartonkilaatujen aistinvaraisissa ominaisuuksissa. Päällystyspastan kemikaaleista suuren hajukuorman aiheuttavat kovete, dispergointiaine, päällystyspigmentit ja lateksit sekä synteettinen paksuntaja. Kovetteen annostelumäärä päällystyspastoihin on alhainen, mutta sen sisältämä ammoniakkipitoisuus on kuitenkin huomattavan suuri. Kovete ohjaakin lopputuotteen ammoniakkipitoisuutta. Merkittävän metyyliamiinikuorman sisältää dispergointiaine. Sen vaikutus lopputuotteeseen voidaan olettaa vähäiseksi johtuen kemikaalin pienestä määrästä pastassa. Päällystyspigmenttien ja lateksien korkea metyyliamiinikuorma voi puolestaan aiheuttaa lopputuotteeseen huomattavan hajukuorman johtuen niiden suurista annostelumääristä. Eri synteettisille paksuntajille tehtyjen tutkimusten mukaan niiden hajukuormat olivat hyvin samankaltaisia ja vaikutus lopputuotteen kokonaishajutasoon jäi pieneksi. Aistinvaraisesti tarkasteltuna eri kartonkilaaduille saadaan eri hajutasoja. Elintarvikepakkauksiin soveltuvan graafisen kartongin hajutasot olivat korkeita muihin kartonkilaatuihin nähden niin tuoreena kuin varastoinnin jälkeen. Erityisesti tuoreen kartonkinäytteen metyyliamiinipitoisuus ylitti hajukynnyksen. Käytetty lateksi, kovete ja synteettinen paksuntaja näyttävät muodostavan niin tiiviin hajua koteloivan päällystekerroksen kartongin pinnalle, että hajua vapautuu pitkällä aikavälillä. Myös varastointi tiiviinä pakkauksena estää amiinien haihtumisen. Tutkimusten mukaan ammoniakkivapaalla PZC –kovetteella saadaan alennettua graafisen kartongin ammoniakkikuormaa huomattavasti. Tämä on vaikuttamassa myös lopputuotteen hajutasoon, jota on mahdollisuus alentaa käyttämällä ammoniakkivapaata kovetetta.

Paperin aistinvarainen arviointi

Paperin tärkeiden teknisten ominaisuuksien lisäksi myös paperin aistinvaraiset ominaisuudet ovat nousseet merkittäviksi parametreiksi paperia luonnehdittaessa. Aistinvaraisilla ominaisuuksilla tarkoitetaan ominaisuuksia, jotka ihminen aistii käsitellessään tuotetta. Tällaisia ominaisuuksia ovat esimerkiksi paperin karheus, liukkaus, jäykkyys sekä ääni paperia selattaessa. Paperin aistinvaraiset ominaisuudet luovat lukijalle mielikuvan lukemastaan lehdestä lehden sisällön lisäksi. Tämän työn tavoitteena oli kehittää olemassa olevan aistinvaraisten ominaisuuksien arviointiraadin toimintaa. Arviointimenetelmän tilalle pyrittiin löytämään toinen menetelmä sekä kehittämään uusi tulosten raportointimalli. Työssä käytettiin kahta subjektiivista arviointimenetelmää, parivertailua ja ranking-menetelmää. Tuloksia verrattiin aiemmin käytössä olleen referenssimenetelmän tuloksiin. Näytteistä arvioitiin karheus, liukkaus, tahmeus, jäykkyys, selailtavuus, äänen voimakkuus ja äänen laatu. Näiden lisäksi näytteiden miellyttävyyttä arvioitiin parivertailua käyttäen. Arvioitsijoiden yksimielisyyttä selvitettiin parivertailun yhteydessä. Näytteet olivat painamattomia, mutta painokoneen läpi menneitä lehtiformaattiin taitettuja. Visuaalisissa arvioinneissa käytettiin painettuja näytteitä samasta paperivalikoimasta. Arviointimenetelmien tuloksia vertailtaessa, voidaan menetelmien välillä havaita muutamia eroja. Sekä parivertailussa että ranking-menetelmässä näytteet jakaantuivat lähes kokonaan annetulle arviointiskaalalle, kun referenssimenetelmällä ne kasautuivat hyvin pienelle alueelle. Ranking-menetelmässä näytteet jakautuivat vielä laajemmalle kuin parivertailussa. Parivertailu erotteli näytteet paremmin toisistaan kuin referenssimenetelmä. Ranking-menetelmän ja parivertailun välillä vastaavaa eroa erotuskyvyssä ei havaittu. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että parivertailu

Härkäpapulisäyksen merkitys jauhelihapihvien aistittaviin ominaisuuksiin

Härkäpapu (Vicia faba) on hernekasvien heimoon kuuluva palkokasvi, jota kasvatetaan sekä ravinnoksi että rehuksi. Se sisältää noin 30 % proteiinia kuivapainosta ja on kasviproteiinin lähteenä lupaava kotimainen vaihtoehto soijapavulle, joka on maailman käytetyin palkokasvilajike. Palkokasvit yksinään eivät kuitenkaan sisällä riittävästi kaikkia välttämättömiä aminohappoja ihmisen tarpeeseen, joten niiden ohella proteiinia on saatava myös muista lähteistä. Työn tavoitteena on selvittää härkäpavun ja umamin lisäämisen vaikutusta jauhelihapihvien aistittavien ominaisuuksien muuttumiseen, kun osa jauhelihasta korvataan. Vertailunäytteenä härkäpavulle käytettiin soijaa. Aistittavan laadun tutkimukset jaettiin kahteen vaiheeseen. Ensimmäisen osion aistinvaraisissa arvioinneissa osallistujilta kysyttiin esikokeissa valituista näytteistä sanallisia kuvailuja sekä miellyttävyyttä. Toisessa osassa koulutettiin 10-henkinen analyyttinen arviointiraati. Arvioijat osallistuivat koulutuksiin, joissa valittiin arvioitavat ominaisuudet ja niille vertailunäytteet, sekä sovittiin arviointiasteikkojen ankkuroinnista. Raati koulutettiin arvioimaan lihaisaa hajua, papumaista hajua, rakeisuutta, tummuutta, suolaisuutta, umamia, rasvaisuutta, jauhoisuutta ja mehevyyttä. Koulutuksen jälkeen raati osallistui arviointeihin, joissa näytteinä olivat kaksi täysjauhelihapihviä, joista toiseen oli lisätty umamia lisäävää hiivauutetta, neljä härkäpapupihviä, joissa jauhelihaa oli korvattu 25 % tai 50 % ja joissa osaan oli lisätty hiivauutetta tai natriumglutamaattia, sekä soijapihvi, jossa korvausosuus oli 50 %. Arvioinnit toistettiin kolme kertaa kullekin osallistujalle ja niissä käytettiin samoja näytteitä satunnaistetussa järjestyksessä. Härkäpapu lisäsi erityisesti jauhoista suutuntumaa ja vaalensi pihvien väriä. Rasvaisuus ja mehevyys laskivat hieman verrattuna täysjauhelihapihveihin. Soijaa sisältänyt jauhelihapihvi erosi muista näytteistä varsinkin papumaisen hajun sekä miedomman umamin puolesta. Toisaalta 25 % korvatut härkäpapupihvit koettiin ensimmäisissä arvioinneissa miellyttävämpinä kuin täysjauhelihapihvi tai 50 % korvatut pihvit. Jauhelihan osittainen korvaaminen pavulla muutti aistittavia ominaisuuksia, mutta miellyttävyys ei kärsinyt ennen kuin korvausaste oli puolet. Tuotekehitystä kuitenkin tarvitaan, minkä lähtökohtana voisi pitää 25 %:n korvausosuutta, jossa miellyttävyys ja aistinvaraiset ominaisuudet kohtaavat.

Säätöventtiilin virtaustekniset ominaisuudet

Virtauslaskennan käyttö jokapäiväisessä insinöörityössä on lisääntynyt viime vuosina nopeaa vauhtia. Virtauslaskennan avulla voidaan tutkia säätöventtiilin virtauskenttää, mikä antaa suunnittelijalle mahdollisuuden korjata virtauskanavan ongelmakohtia jo tuotekehityksen alkuvaiheessa. Tämändiplomityön tavoitteena on määrittää uuden säätöventtiilin mitoituskertoimet jatutkia virtauslaskennan käytettävyyttä säätöventtiilisuunnittelussa. Teoreettisessa tarkastelussa on käsitelty venttiilivirtaukselle ominaisia virtausteknisiä yhtälöitä ja ilmiöitä, säätöventtiilin standardin määräämiä mitoitusyhtälöitä sekä neste- että kaasumelua. Lisäksi kerrotaan yleisimmistä säätöventtiilisovellutuksista ja esitellään suunnitteilla oleva uusi säätöventtiili. Virtauslaskennan avulla tutkittiin venttiilin kapasiteettiaja virtauskenttää. Alustavaa laskentaa tehtiin venttiilin paineenpalautumiskertoimen ja alkavan kavitaation määrittämiseksi. Virtauslaskenta tehtiin Fluent ja Cfdesign -virtauslaskentaohjelmilla. Virtauslaskennan antamia tuloksia verrattiin laboratoriossa saatuihin mittaustuloksiin. Laboratoriokokeiden avulla määritettiin uuden säätöventtiilin mitoituskertoimet. Lisäksi mitattiin säätöventtiilin aiheuttamaa neste- ja kaasumelua.

Pyridyyliryhmän sisältävien erotusmateriaalien ominaisuudet ja soveltaminen hydrometallurgiassa

Diplomityössä tutkittiin silikarunkoisen, pyridyyliryhmän sisältävän erotusmateriaalin kykyä erottaa selektiivisesti kuparia, nikkeliä, kobolttia ja kadmiumia sinkkisulfaattiliuoksista. Erotuskykyä verrattiin kolonnikokein toiseen kaupalliseen polystyreenidivinyylibentseenirunkoiseen (PS-DVB) erotusmate-riaaliin, jonka funktionaalinen ryhmä on samantyyppinen. Silikarunkoisen erotusmateriaalin happo-emäsominaisuuksia selvitettiin titrauksin. Metallien sitoutumisen kinetiikkaa ja eluointia verrattiin PS-DVB-runkoisen erotus-materiaalin kirjallisuudessa esitettyihin tuloksiin. Lisäksi määritettiin kummankin erotusmateriaalin partikkelikokojakaumat. Silikarunkoisen materiaalin havaittiin turpoavan noin 4 % muutettaessa se vapaastaemäsmuodosta happomuotoon. Turpoaminen oli huomattavasti vähäisempää kuin PS-DVB-runkoisella materiaalilla. Silikarunkoisen erotus-materiaalin titrauksen tuloksena voitiin todeta, että se oli heikosti emäksinen. Titrauskäyrä muistutti PS-DVB-runkoisen erotusmateriaalin titrauskäyrää, vaikka erotusmateriaalien protonoitumisalueet olivat hieman erilaiset. Tämä johtuu siitä, että silikarunkoisen materiaalin funktionaaliset ryhmät poikkeavat rakenteeltaan hieman PS-DVB-runkoisesta materiaalista. Tasapainokokeet osoittivat, että silikarunkoinen erotusmateriaali adsorboi tutkituista metalleista eniten kuparia ja nikkeliä ja vähiten sinkkiä. Kaikkien tutkittujen metallien eluointi silikarunkoisesta erotusmateriaalista onnistui rikkihapolla toisin kuin PS-DVB-runkoisesta erotusmateriaalista, jonka regenerointiin tarvitaan rikkihappoa tai ammoniumhydroksidia riippuen siitä, mitä metalleja siihen on ladattu.

Johtajan onnistumista edesauttavat ominaisuudet ja suomalaisen johtamiskulttuurin erityispiirteet

Tutkimuksen tarkoituksena oli kertoa sekä ominaisuuksista, jotka edesauttavat johtajaa onnistumaan että suomalaisen johtamiskulttuurin erityispiirteistä. Tutkimuksessa käytiin läpi tuloksellisille johtajille tyypillisiä ominaisuuksia, jotka auttavat johtajia saavuttamaan tavoitteensa. Lisäksi tutkimuksessa tehtiin selkoa suomalaisista erityispiirteistä, joita on johtajan huomioitava johtaessaan suomalaisia. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen ja sen pääasiallinen aineisto koostui kahden jääkiekkovalmentajan ja kahden yritysjohtajan kirjoista. Tutkimuksen tulokset tukivat monilta osin aikaisempaa tutkimusta. Tuloksellisen johtajan ominaisuudet ja suomalaiset erityispiirteet nousivat teksteistä vahvasti esille. Tuloksellisen johtajan ominaisuudet eivät takaa johtajien onnistumista, jos he eivät ymmärrä mitä ympärillä tapahtuu. Tämän vuoksi johtajan on menestyäkseen Suomessa tärkeätä tietää, miten suomalaisten kanssa tulisi menetellä.

Puun jäätyminen ja jäätyneen puun ominaisuudet sahauksen kannalta

Työn tavoitteena oli tutkia puun jäätymisnopeutta, puun kosteuden ja tiheyden vaikutusta siihen sekä kosteussuhteessa tapahtuvia muutoksia jäätymisen aikana. Lisäksi tavoitteena oli kirjallisuuden pohjalta selvittää jäätymisen vaikutusta puun sahauksen kannalta merkittäviin ominaisuuksiin. Puun jäätymisnopeuden määrittämiseksi puun lämpötilaa mitattiin pakastuksen aikana viiden minuutin välein pintapuusta, sydän-puusta ja puun sydämestä. Mittauksista saatujen tulosten pohjalta piirrettiin käyrästö lämpötilan kehittymisestä ajan funktiona puun eri kohdissa. Lämpötilakäyrät jaettiin jäätymisen osalta kolmeen vaiheeseen: jäähtymiseen, jäätymiseen ja loppujäätymiseen. Käyrille piirrettiin trendiviivat, joiden kulmakertoimista saatiin lämpötilan muutosnopeudet eri vaiheille. Mittauksissa käytetyille koekappaleille määritettyjen kosteussuhteiden ja kuivatiheyksien avulla selvitettiin näiden ominaisuuksien vaikutusta lämpötilan muutosnopeuksiin. Tulokseksi saatiin kuva jäätymisen etenemisestä puussa. Saatujen tietojen pohjalta pystytään arvioimaan puun jäätymisaste tietyn ajan kuluttua. Jäätymisasteen arviointia tullaan käyttämään jatkossa tehtävien jäätyneen puun sahauskokeiden yhteydessä.

Mikroyrityksen menestyminen ja yrittäjän demografiset ominaisuudet

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, mitkä yrittäjän demografisista ominaisuuksista – työkokemus, koulutus, ikä ja sukupuoli – vaikuttavat mikroyrityksen menestymiseen ja mistä vaikutukset johtuvat. Tavoitteisiin haettiin vastauksia sekä teoriasta että empiriasta. Tutkimusongelmaan liittyi viisi hypoteesia, joille haettiin tukea tilastollisten testien tuottamien tulosten avulla. Empiirinen aineisto kerättiin internetkyselyllä satunnaisesti valitusta otoksesta, joka oli kooltaan kolmannes perusjoukosta. Perusjoukkoon kuuluivat kaikki eteläkarjalaiset, yli kolmea vuotta vanhemmat mikroyritykset, joilla oli sähköpostiosoite. Tutkimus tuotti tulokseksi, etteivät yrittäjän työkokemus, koulutus ja ikä vaikuta yrityksen menestymiseen. Yrittäjän sukupuolen vaikutuksia menestymiseen ei voitu tutkia vähäisten havaintojen vuoksi. Samalla tehtiin johtopäätös siitä, ettei yrittäjän demografisilla ominaisuuksilla ole juurikaan merkitystä jo liiketoimintansa vakiinnuttaneen mikroyrityksen menestymiseen. Tutkimustuloksia ei ole mahdollista yleistää koskemaan kaikkia suomalaisia tai eteläkarjalaisia yrittäjiä tai mikroyrityksiä. Vaikka otoksen koosta voi päätellä, että se edustaa koko perusjoukkoa melko hyvin, saatujen vastausten vähäinen määrä kuitenkin aiheuttaa vaaran siitä, että saadut vastaukset eivät enää edusta koko perusjoukkoa. Kuitenkin saatuja tuloksia voidaan pitää jossakin määrin suuntaa-antavina.

Pellettien laatu ja ominaisuudet eri raaka-aineilla ja niiden seoksilla

Diplomityö tehtiin osana Vapon toteuttamaa monivuotista pelletin kehitysohjelmaa. Kehitysohjelma koostuu useista pienemmistä osaprojekteista, jotka täydentävät toinen toisiaan. Pellettien raaka-ainepohjan laajentaminen on eräs näistä osaprojekteista. Tutkimustyön tavoitteena oli selvittää erilaisten potentiaalisten bioraaka-aineiden soveltuvuutta pelletointiin joko sellaisenaan tai erilaisina seoksina. Raaka-aineiden pelletoitavuutta tutkittiin kenttäolosuhteissa mobiilipelletointilaitoksella. Laitoksen pääkomponentit muodostivat Kahl C 38–780 tasomatriisipuristin, jäähdytin ja täryseula. Pelletointikokeissa tutkittuja raaka-aineita olivat mäntysahanpuru, männynkuori, harvennusranka, haapa, koivu, jyrsinturve ja ruokohelpi. Raaka-aineiden irtotiheys käyttökosteudessa vaihteli välillä 73–244 kg/m3 ja keskimääräinen kosteuspitoisuus 6,5–15 %. Useissa tapauksissa säkitettyjä raaka-aineita säkkikostutettiin haluttuun kosteuspitoisuuteen ennen pelletointia. Säkkikostutettujen raaka-aineiden kosteuspitoisuudet vaihtelivat tällöin välillä 12–14 m- %. Valtaosa tutkituista raaka-aineista ja niiden seoksista pystyttiin pelletoimaan puristimen matriisilla 8/40 mm, jossa puristuskanavan halkaisija oli 8 mm ja kanavan suoran osan pituus 40 mm. Vaikeuksia tuotti ainoastaan pelkän koivupurun ja ruokohelven pelletointi. Käytetty matriisi oli kanavapituudeltaan liian pitkä koivupurun pelletointiin nostaen puristusvastuksen suureksi. Ruokohelven pelletoinnin vaikeudet johtuivat pääasiassa pelletointiin liian karkeasta raaka-aineesta. Myös matriisia 8/55 mm kokeiltiin, mutta se osoittautui liian ”tiukaksi” valtaosalle puuraaka-aineista. Ainoastaan jyrsinturpeen pelletointi onnistui tällä matriisilla. Männynkuoren pelletointia ei matriisilla 8/55 mm yritetty. Kenttäkokeissa valmistetuista pelleteistä määritettiin erilaisia ominaisuuksia, kuten keskipituus, kosteuspitoisuus, irtotiheys, hienoaineksen määrä ja käsittelykestävyys. Lujuus mitattiin sekä Ligno-testillä että CEN-rummutuslujuuden määrityksellä. Lisäksi pelleteille määritettiin alkuaineanalyysi, tuhkapitoisuus ja lämpöarvo ENAS Oy:n laboratoriossa Jyväskylässä. Ligno-testauksessa parhaimman luokan pelletin tulee yltää arvoon 97,5 %. Pelletoitaessa raaka-aineita ja niiden seoksia tasomatriisikoneella sopivalla matriisilla yllettiin usein näihin tai parempiin tuloksiin. Puumateriaaleilla raaka-aineen optimaalinen lähtökosteus oli välillä 12–14 m- % ja turpeella sekä ruokohelvellä 14–16 m- %. Pelletointi onnistui tällöin vaivattomasti, kunhan sopivat puristimen ajoparametrit oli löydetty. Pellettiä alkoi muodostua matriisin puristuskanavien lämpötilan kohotessa noin 70 ºC. Pellettien lämpötila stabiilitilanteessa heti pelletoinnin jälkeen oli useissa tapauksissa 80–90 ºC. Pelletoinnin aikainen tehontarve vaihteli välillä 90–150 kWh/t, ollen suurimmillaan irtotiheydeltään keveillä materiaaleilla. Raaka-aineen suuri partikkelikoko kasvatti puristimen tehontarvetta. Tämä havaittiin selvästi lisättäessä karkeaa ruokohelpisilppua eri raaka-aineiden joukkoon. Kestävyydeltään erinomaisia pellettejä saatiin, kun raaka-aineena oli jyrsinturve, harvennusranka tai mäntypuru. Varsinkin jyrsinturpeen ja harvennusrangan seoksesta valmistetut pelletit osoittautuivat erittäin kestäviksi. Myös jyrsinturpeen ja ruokohelven sekä mäntypurun ja ruokohelven seoksien pelleteille määritettiin hyviä kestävyysarvoja. Männynkuoresta valmistetut pelletit jäivät Ligno-testauksessa kestävyydeltään alle 97,5 % rajan. Pääsyynä tähän oli kuoren pelletointiin käytetyn matriisin 8/40 mm liian lyhyet puristuskanavat.