Safety Culture and Maritime Personnel’s Safety Attitudes: Interview Report

”METKU –projektissa” (Merenkulun turvallisuuskulttuurin kehittäminen) tutkitaan kansainvälisen turvallisuusjohtamiskoodin (ISM-koodin) vaikutuksia merenkulun turvallisuuteen ja etsitään kehittämiskohteita merenkulun turvallisuusjohtamisen parantamiseksi. Tämä haastatteluraportti on laadittu METKU –projektin yhteistyössä työpakettien 1 ja 2 kesken. Tähän raporttiin haastateltiin yhteensä 94 merenkulun ammattilaista. Suurimman osan haastateltavista muodostivat aktiiviset merenkulkijat: miehistön jäsenet, päällystö ja alusten päälliköt. Haastattelukohteena oli seitsemän suomalaista varustamoa. Haastatteluissa kerättiin merenkulkijoiden kokemuksia ja mielipiteitä ISM-koodin vaikutuksesta heidän käytännön työhönsä. Suomalaiset merenkulkijat uskovat, että tänä päivänä varustamoiden johtajat ovat hyvin sitoutuneita turvallisuuteen. Myös miehistön asenteet turvallisuuteen ovat ISM-koodin käytön myötä parantuneet. Haasteltavien yhteinen huoli kohdistui jatkuvan parantamisen toimivuuteen. Kaikki haastatellut ryhmät olivat samaa mieltä siitä, että poikkeamien raportointi ei ISMkoodin vaatimuksesta huolimatta toimi kunnolla. ISM-koodin käyttöön otosta on ollut merenkululle selkeää hyötyä. Haastateltavat esittivät hyötyinä parantuneen yhteistyön ja tiedonkulun alusten ja varustamon välillä sekä sen, että merenkulun toiminnan laatu on parantunut. Monet haastateltavat korostivat, että ISM-koodin selkeät turvallisuusvastuut yhtiölle on ollut merkittävä hyöty. Itse ISM-koodiin merenkulkijoilla ei ollut juurikaan huomauttamista. Sen sijaan turvallisuusjohtamisen käytännön toteutuksessa nähtiin parantamisen varaa. ISMkoodin aiheuttamina ongelmina mainittiin mm. lisääntynyt byrokratia ja liian monimutkaiset ja yksityiskohtaiset turvallisuuskäsikirjat. Monet haastateltavat toivovat, että ISM-koodin käytännön soveltamiseen laadittaisiin ohjeita.

Maritime Safety in the Gulf of Finland. Review on Policy Instruments

Suomenlahden lisääntynyt meriliikenne on herättänyt huolta meriliikenteen turvallisuuden tasosta, ja erityisesti Venäjän öljyviennin kasvu on lisännyt öljyonnettomuuden todennäköisyyttä Suomenlahdella. Erilaiset kansainväliset, alueelliset ja kansalliset ohjauskeinot pyrkivät vähentämään merionnettomuuden riskiä ja meriliikenteen muita haittavaikutuksia. Tämä raportti käsittelee meriturvallisuuden yhteiskunnallisia ohjauskeinoja: ohjauskeinoja yleisellä tasolla, meriturvallisuuden keskeisimpiä säätelijöitä, meriturvallisuuden ohjauskeinoja ja meriturvallisuuspolitiikan tulevaisuuden näkymiä, ohjauskeinojen tehokkuutta ja nykyisen meriturvallisuuden ohjausjärjestelmän heikkouksia. Raportti on kirjallisuuskatsaus meriturvallisuuden yhteiskunnalliseen sääntelyn rakenteeseen ja tilaan erityisesti Suomenlahden meriliikenteen näkökulmasta. Raportti on osa tutkimusprojektia ”SAFGOF - Suomenlahden meriliikenteen kasvunäkymät 2007 - 2015 ja kasvun vaikutukset ympäristölle ja kuljetusketjujen toimintaan” ja sen työpakettia 6 ”Keskeisimmät riskit ja yhteiskunnalliset vaikutuskeinot”. Yhteiskunnalliset ohjauskeinot voidaan ryhmitellä hallinnollisiin, taloudellisiin ja tietoohjaukseen perustuviin ohjauskeinoihin. Meriturvallisuuden edistämisessä käytetään kaikkia näitä, mutta hallinnolliset ohjauskeinot ovat tärkeimmässä asemassa. Merenkulun kansainvälisen luonteen vuoksi meriturvallisuuden sääntely tapahtuu pääosin kansainvälisellä tasolla YK:n ja erityisesti Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO) toimesta. Lisäksi myös Euroopan Unionilla on omaa meriturvallisuuteen liittyvää sääntelyä ja on myös olemassa muita alueellisia meriturvallisuuden edistämiseen liittyviä elimiä kuten HELCOM. Joitakin meriturvallisuuden osa-alueita säädellään myös kansallisella tasolla. Hallinnolliset meriturvallisuuden ohjauskeinot sisältävät aluksen rakenteisiin ja varustukseen, alusten kunnon valvontaan, merimiehiin ja merityön tekemiseen sekä navigointiin liittyviä ohjauskeinoja. Taloudellisiin ohjauskeinoihin kuuluvat esimerkiksi väylä- ja satamamaksut, merivakuutukset, P&I klubit, vastuullisuus- ja korvauskysymykset sekä taloudelliset kannustimet. Taloudellisten ohjauskeinojen käyttö meriturvallisuuden edistämiseen on melko vähäistä verrattuna hallinnollisten ohjauskeinojen käyttöön, mutta niitä voitaisiin varmasti käyttää enemmänkin. Ongelmana taloudellisten ohjauskeinojen käytössä on se, että ne kuuluvat pitkälti kansallisen sääntelyn piiriin, joten alueellisten tai kansainvälisten intressien edistäminen taloudellisilla ohjauskeinoilla voi olla hankalaa. Tieto-ohjaus perustuu toimijoiden vapaaehtoisuuteen ja yleisen tiedotuksen lisäksi tieto-ohjaukseen sisältyy esimerkiksi vapaaehtoinen koulutus, sertifiointi tai meriturvallisuuden edistämiseen tähtäävät palkinnot. Poliittisella tasolla meriliikenteen aiheuttamat turvallisuusriskit Suomenlahdella on otettu vakavasti ja paljon työtä tehdään eri tahoilla riskien minimoimiseksi. Uutta sääntelyä on odotettavissa etenkin liittyen meriliikenteen ympäristövaikutuksiin ja meriliikenteen ohjaukseen kuten meriliikenteen sähköisiin seurantajärjestelmiin. Myös inhimilliseen tekijän merkitykseen meriturvallisuuden kehittämisessä on kiinnitetty lisääntyvissä määrin huomiota, mutta inhimilliseen tekijän osalta tehokkaiden ohjauskeinojen kehittäminen näyttää olevan haasteellista. Yleisimmin lääkkeeksi esitetään koulutuksen kehittämistä. Kirjallisuudessa esitettyjen kriteereiden mukaan tehokkaiden ohjauskeinojen tulisi täyttää seuraavat vaatimukset: 1) tarkoituksenmukaisuus – ohjauskeinojen täytyy olla sopivia asetetun tavoitteen saavuttamiseen, 2) taloudellinen tehokkuus – ohjauskeinon hyödyt vs. kustannukset tulisi olla tasapainossa, 3) hyväksyttävyys – ohjauskeinon täytyy olla hyväksyttävä asianosaisten ja myös laajemman yhteiskunnan näkökulmasta katsottuna, 4) toimeenpano – ohjauskeinon toimeenpanon pitää olla mahdollista ja sen noudattamista täytyy pystyä valvomaan, 5) lateraaliset vaikutukset – hyvällä ohjauskeinolla on positiivisia seurannaisvaikutuksia muutoinkin kuin vain ohjauskeinon ensisijaisten tavoitteiden saavuttaminen, 6) kannustin ja uuden luominen – hyvä ohjauskeino kannustaa kokeilemaan uusia ratkaisuja ja kehittämään toimintaa. Meriturvallisuutta koskevaa sääntelyä on paljon ja yleisesti ottaen merionnettomuuksien lukumäärä on ollut laskeva viime vuosikymmenien aikana. Suuri osa sääntelystä on ollut tehokasta ja parantanut turvallisuuden tasoa maailman merillä. Silti merionnettomuuksia ja muita vaarallisia tapahtumia sattuu edelleen. Nykyistä sääntelyjärjestelmää voidaan kritisoida monen asian suhteen. Kansainvälisen sääntelyn aikaansaaminen ei ole helppoa: prosessi on yleensä hidas ja tuloksena voi olla kompromissien kompromissi. Kansainvälinen sääntely on yleensä reaktiivista eli ongelmakohtiin puututaan vasta kun jokin onnettomuus tapahtuu sen sijaan että se olisi proaktiivista ja pyrkisi puuttumaan ongelmakohtiin jo ennen kuin jotain tapahtuu. IMO:n työskentely perustuu kansallisvaltioiden osallistumiseen ja sääntelyn toimeenpano tapahtuu lippuvaltioiden toimesta. Kansallisvaltiot ajavat IMO:ssa pääasiallisesti omia intressejään ja sääntelyn toimeenpanossa on suuria eroja lippuvaltioiden välillä. IMO:n kyvyttömyys puuttua havaittuihin ongelmiin nopeasti ja ottaa sääntelyssä huomioon paikallisia olosuhteita on johtanut siihen, että esimerkiksi Euroopan Unioni on alkanut itse säädellä meriturvallisuutta ja että on olemassa sellaisia alueellisia erityisjärjestelyjä kuin PSSA (particularly sensitive sea area – erityisen herkkä merialue). Merenkulkualalla toimii monenlaisia yrityksiä: toisaalta yrityksiä, jotka pyrkivät toimimaan turvallisesti ja kehittämään turvallisuutta vielä korkeammalle tasolle, ja toisaalta yrityksiä, jotka toimivat niin halvalla kuin mahdollista, eivät välitä turvallisuusseikoista, ja joilla usein on monimutkaiset ja epämääräiset omistusolosuhteet ja joita vahingon sattuessa on vaikea saada vastuuseen. Ongelma on, että kansainvälisellä merenkulkualalla kaikkien yritysten on toimittava samoilla markkinoilla. Vastuuttomien yritysten toiminnan mahdollistavat laivaajat ja muut alan toimijat, jotka suostuvat tekemään yhteistyötä niiden kanssa. Välinpitämätön suhtautuminen turvallisuuteen johtuu osaksi myös merenkulun vanhoillisesta turvallisuuskulttuurista. Verrattaessa meriturvallisuuden sääntelyjärjestelmää kokonaisuutena tehokkaiden ohjauskeinoihin kriteereihin, voidaan todeta, että monien kriteerien osalta nykyistä järjestelmää voidaan pitää tehokkaana ja onnistuneena. Suurimmat ongelmat lienevät sääntelyn toimeenpanossa ja ohjauskeinojen kustannustehokkuudessa. Lippuvaltioiden toimeenpanoon perustuva järjestelmä ei toimi toivotulla tavalla, josta mukavuuslippujen olemassa olo on selvin merkki. Ohjauskeinojen, sekä yksittäisten ohjauskeinojen että vertailtaessa eri ohjauskeinoja keskenään, kustannustehokkuutta on usein vaikea arvioida, minkä seurauksena ohjauskeinojen kustannustehokkuudesta ei ole saatavissa luotettavaa tietoa ja tuloksena voi olla, että ohjauskeino on käytännössä pienen riskin eliminoimista korkealla kustannuksella. Kansainvälisen tason meriturvallisuus- (ja merenkulku-) politiikan menettelytavoiksi on ehdotettu myös muita vaihtoehtoja kuin nykyinen järjestelmä, esimerkiksi monitasoista tai polysentristä hallintojärjestelmää. Monitasoisella hallintojärjestelmällä tarkoitetaan järjestelmää, jossa keskushallinto on hajautettu sekä vertikaalisesti alueellisille tasoille että horisontaalisesti ei-valtiollisille toimijoille. Polysentrinen hallintojärjestelmä menee vielä askeleen pidemmälle. Polysentrinen hallintojärjestelmä on hallintotapa, jonka puitteissa kaikentyyppiset toimijat, sekä yksityiset että julkiset, voivat osallistua hallintoon, siis esimerkiksi hallitukset, edunvalvontajärjestöt, kaupalliset yritykset jne. Kansainvälinen lainsäädäntö määrittelee yleiset tasot, mutta konkreettiset toimenpiteet voidaan päättää paikallisella tasolla eri toimijoiden välisessä yhteistyössä. Tämän tyyppisissä hallintojärjestelmissä merenkulkualan todellinen, kansainvälinen mutta toisaalta paikallinen, toimintaympäristö tulisi otetuksi paremmin huomioon kuin järjestelmässä, joka perustuu kansallisvaltioiden keskenään yhteistyössä tekemään sääntelyyn. Tällainen muutos meriturvallisuuden hallinnassa vaatisi kuitenkin suurta periaatteellista suunnanmuutosta, jollaisen toteutumista ei voi pitää kovin todennäköisenä ainakaan lyhyellä tähtäimellä.

Is it possible to utilize VIX for a profitable trading strategy of S&P 500 Index?

The goal of this research was to make an overall sight to VIX® and how it can be used as a stock market indicator. Volatility index often referred as the fear index, measures how much it costs for investor to protect his/her S&P 500 position from fluctuations with options. Over the relatively short history of VIX it has been a successful timing coordinator and it has given incremental information about the market state adding its own psychological view of the amount of fear and greed. Correctly utilized VIX information gives a considerable advantage in timing market actions. In this paper we test how VIX works as a leading indicator of broad stock market index such as S&P 500 (SPX). The purpose of this paper is to find a working way to interpret VIX. The various tests are made on time series data ranging from the year 1990 to the year 2010. The 10-day simple moving average strategy gave significant profits from the whole time when VIX data is available. Strategy was able to utilize the increases of SPX in example portfolio value and was able to step aside when SPX was declining. At the times when portfolio was aside of S it was on safety fund like on treasury bills getting an annual yield of 3 percent. On the other side just a static number’s of VIX did not work as indicators in a profit making way.

KINETICS OF MASS LOSS OF ARABICA COFFEE DURING ROASTING PROCESS

ABSTRACT Roasting is one of the most complex coffee processing steps due to simultaneous transfers of heat and mass. During this process, beans lose mass because of fast physical and chemical changes that will set color and flavor of the commercial coffee beverage. Therefore, we aimed at assessing the kinetics of mass loss in commercially roasted coffee beans according to heating throughout the processing. For that, we used samples of 350-g Arabica coffee processed grains with water content of 0.1217 kga kg-1, in addition to a continuous roaster with firing gas. The roaster had initial temperatures of 285, 325, 345 and 380 °C, decreasing during the process up to 255, 285, 305 and 335 °C respectively. Mass loss was calculated by the difference between grain weight before and after roasting. We observed a linear variation directly dependent on roaster temperature. For each temperature during the process was obtained a constant mass loss rate, which was reported by the Arrhenius model with r2 above 0.98. In a roaster in non-isothermal conditions, the required activation energy to start the mass loss in a commercial coffee roasting index was 52.27 kJ mol -1.

Safety study of hydrogen peroxide direct synthesis

Kandidaatintyön johdantokappaleessa esitellään vetyperoksidi ja mihin sitä käytetään teollisuudessa. Työssä vertaillaan antrakinoniprosessia ja suoraa prosessia sekä selvitetään nykyisin enemmän vetyperoksidituotantoon käytetyn antrakinoniprosessin ongelmakohdat ja osoitetaan, miksi suora synteesi vetyperoksidin tuotannossa olisi parempi vaihtoehto. Kandidaatintyön käsittelee suurilta osin turvallisuusongelmia, joita esiintyy suoran synteesin yhteydessä. Kirjallisuudesta on etsitty ratkaisuja näihin ongelmiin, kuten membraaniprosessin käyttöä räjähdysvaaran välttämiseksi. Pienemmän reaktorin eli ns. mikroreaktorin käyttö tuo mukanaan monia etuja vetyperoksidin tuotantoon. Tällöin prosessi on turvallisempi ja sitä on helpompi hallita. Mikroreaktorissa voidaan käyttää korkeampia lämpötiloja ja paineita kuin makroreaktorilla ilman, että räjähdysvaara prosessissa kasvaisi. Mikroreaktorin sisällä olevat mikrokanavat luovat turvallisen ympäristön synteesille. Aspen plus – simulointiohjelmalla mallinnettiin ja simulointiin suoran prosessin kriittisiä virtoja mikroreaktorissa. Tarkoituksena oli löytää virrat, joissa kulkee mahdollisesti räjähtävä kaasuseos. Kaasumaiset prosessivirrat ovat kriittisimmät vetyperoksidin suorassa synteesissä, koska ne aiheuttavat todennäköisemmin räjähdyksen kuin nestemäiset prosessivirrat. Kaikkein eniten prosessiturvallisuutta uhkaavat ainevirrat ennen ja jälkeen mikroreaktoria.

Pulsed corona discharge as an advanced oxidation process for degradation of organic

Advanced oxidation processes (AOPs) have been studied and developed to suffice the effective removal of refractory and toxic compounds in polluted water. The quality and cost of wastewater treatment need improvements, and electric discharge technology has a potential to make a significant difference compared to other established AOPs based on energy efficiency. The generation of active oxidant species such as ozone and hydroxyl radicals by high voltage discharge is a relatively new technology for water treatment. Gas-phase pulsed corona discharge (PCD), where a treated aqueous solution is dispersed between corona-producing electrodes free of the dielectric barriers, was developed as an alternative approach to the problem. The short living radicals and ozone formed in the gas phase and at the gas-liquid interface react with dissolved impurities. PCD equipment has a relatively simple configuration, and with the reactor in an enclosed compartment, it is insensitive towards gas humidity and does not need the gas transport. In this thesis, PCD was used to study and evaluate the energy efficiency for degrading various organic compounds, as well as the chemistry of the oxidation products formed. The experiments investigate the aqueous oxidation of phenol, humic substances, pharmaceutical compounds (paracetamol, ibuprofen, indomethacin, salicylic acids, -estradiol), as well as lignin degradation and transformation to aldehydes. The study aims to establish the influence of initial concentration of the target pollutant, the pulsed discharge parameters, gas phase composition and the pH on the oxidation kinetics and the efficiency. Analytical methods to measure the concentrations of the target compounds and their by-products include HPLC, spectrophotometry, TOC and capillary electrophoresis. The results of the research included in this summary are presented in the attached publications and manuscripts accepted for publication. Pulsed corona discharge proved to be highly effective in oxidizing each of the target compounds, surpassing the closest competitor, conventional ozonation. The increase in oxidation efficiencies for some compounds in oxygen media and at lower pulse repetition frequencies shows a significant role of ozone. The role of the ·OH radicals was established in the surface reactions. The main oxidation products, formation of nitrates, and the lignin transformation were quantified. A compound specific approach is suggested for optimization of the PCD parameters that have the most significant impact on the oxidation energy efficiency because of the different characteristics and responses of the target compound to the oxidants, as well as different admixtures that are present in the wastewater. Further studies in the method’s safety (nitration and nitrosation of organic compounds, nitrite and nitrate formation enhancement) are needed for promoting the method.

Machine vision methods for process measurements in pulping

The papermaking industry has been continuously developing intelligent solutions to characterize the raw materials it uses, to control the manufacturing process in a robust way, and to guarantee the desired quality of the end product. Based on the much improved imaging techniques and image-based analysis methods, it has become possible to look inside the manufacturing pipeline and propose more effective alternatives to human expertise. This study is focused on the development of image analyses methods for the pulping process of papermaking. Pulping starts with wood disintegration and forming the fiber suspension that is subsequently bleached, mixed with additives and chemicals, and finally dried and shipped to the papermaking mills. At each stage of the process it is important to analyze the properties of the raw material to guarantee the product quality. In order to evaluate properties of fibers, the main component of the pulp suspension, a framework for fiber characterization based on microscopic images is proposed in this thesis as the first contribution. The framework allows computation of fiber length and curl index correlating well with the ground truth values. The bubble detection method, the second contribution, was developed in order to estimate the gas volume at the delignification stage of the pulping process based on high-resolution in-line imaging. The gas volume was estimated accurately and the solution enabled just-in-time process termination whereas the accurate estimation of bubble size categories still remained challenging. As the third contribution of the study, optical flow computation was studied and the methods were successfully applied to pulp flow velocity estimation based on double-exposed images. Finally, a framework for classifying dirt particles in dried pulp sheets, including the semisynthetic ground truth generation, feature selection, and performance comparison of the state-of-the-art classification techniques, was proposed as the fourth contribution. The framework was successfully tested on the semisynthetic and real-world pulp sheet images. These four contributions assist in developing an integrated factory-level vision-based process control.

Development of a process for the direct synthesis of hydrogen peroxide in a novel microstructured reactor

Microreactors have proven to be versatile tools for process intensification. Over recent decades, they have increasingly been used for product and process development in chemical industries. Enhanced heat and mass transfer in the reactors due to the extremely high surfacearea- to-volume ratio and interfacial area allow chemical processes to be operated at extreme conditions. Safety is improved by the small holdup volume of the reactors and effective control of pressure and temperature. Hydrogen peroxide is a powerful green oxidant that is used in a wide range of industries. Reduction and auto-oxidation of anthraquinones is currently the main process for hydrogen peroxide production. Direct synthesis is a green alternative and has potential for on-site production. However, there are two limitations: safety concerns because of the explosive gas mixture produced and low selectivity of the process. The aim of this thesis was to develop a process for direct synthesis of hydrogen peroxide utilizing microreactor technology. Experimental and numerical approaches were applied for development of the microreactor. Development of a novel microreactor was commenced by studying the hydrodynamics and mass transfer in prototype microreactor plates. The prototypes were designed and fabricated with the assistance of CFD modeling to optimize the shape and size of the microstructure. Empirical correlations for the mass transfer coefficient were derived. The pressure drop in micro T-mixers was investigated experimentally and numerically. Correlations describing the friction factor for different flow regimes were developed and predicted values were in good agreement with experimental results. Experimental studies were conducted to develop a highly active and selective catalyst with a proper form for the microreactor. Pd catalysts supported on activated carbon cloths were prepared by different treatments during the catalyst preparation. A variety of characterization methods were used for catalyst investigation. The surface chemistry of the support and the oxidation state of the metallic phase in the catalyst play important roles in catalyst activity and selectivity for the direct synthesis. The direct synthesis of hydrogen peroxide was investigated in a bench-scale continuous process using the novel microreactor developed. The microreactor was fabricated based on the hydrodynamic and mass transfer studies and provided a high interfacial area and high mass transfer coefficient. The catalysts were prepared under optimum treatment conditions. The direct synthesis was conducted at various conditions. The thesis represents a step towards a commercially viable direct synthesis. The focus is on the two main challenges: mitigating the safety problem by utilization of microprocess technology and improving the selectivity by catalyst development.

How and why to measure the germination process?

In the last two centuries, papers have been published including measurements of the germination process. High diversity of mathematical expressions has made comparisons between papers and some times the interpretation of results difficult. Thus, in this paper is included a review about measurements of the germination process, with an analysis of the several mathematical expressions included in the specific literature, recovering the history, sense, and limitations of some germination measurements. Among the measurements included in this paper are the germinability, germination time, coefficient of uniformity of germination (CUG), coefficient of variation of the germination time (CVt), germination rate (mean rate, weighted mean rate, coefficient of velocity, germination rate of George, Timson’s index, GV or Czabator’s index; Throneberry and Smith’s method and its adaptations, including Maguire’s rate; ERI or emergence rate index, germination index, and its modifications), uncertainty associated to the distribution of the relative frequency of germination (U), and synchronization index (Z). The limits of the germination measurements were included to make the interpretation and decisions during comparisons easier. Time, rate, homogeneity, and synchrony are aspects that can be measured, informing the dynamics of the germination process. These characteristics are important not only for physiologists and seed technologists, but also for ecologists because it is possible to predict the degree of successful of a species based on the capacity of their harvest seed to spread the germination through time, permitting the recruitment in the environment of some part of the seedlings formed.

Effects of caffeine on mitotic index in Drosophila prosaltans (Diptera)

The effect of two concentrations of caffeine (1500 mg/ml and 2500 mg/ml) on mitotic indices of Drosophila prosaltans was analyzed in larval brain cells. Although the differences detected between treated and control cells were not significant, the percentages obtained suggest a possible effect of caffeine in slowing the process of cell division

Chromium mass balance in sodium chlorate process

Kuudenarvoista kromia käytetään natriumkloraatin valmistuksessa prosessin tuotantotehokkuuden ja turvallisuuden parantamiseksi. Kromia kuitenkin poistuu prosessista muutamaa reittiä pitkin. Koska kuuudenarvoisella kromilla on syöpää aiheuttavia, mutageenisiä sekä lisääntymiselle myrkyllisiä ominaisuuksia, olisi tärkeää ymmärtää, miten kromi kulkeutuu prosessin eri osiin, ja kuinka paljon sitä poistuu prosessista. Tämä on tärkeää, jotta osataan hallita kromin käytöstä aiheutuvat riskit, sekä toisaalta myös tehostaa kromin käyttöä prosessissa. Työn tarkoituksena oli tuottaa tietoa kromin käytöstä natriumkloraattiprosessissa. Työssä tutkittiin kromitasetta prosessin keskeisimmissä yksikköoperaatioissa. Myös kromin saostumista katodien pinnalle arvioitiin määrällisesti. Eri prosessinäytteistä tutkittiin lisäksi kromin hapetusasteita. Edellä mainittuja tutkimuskohteita varten määritettiin prosessinäytteiden kromipitoisuus. Eri prosessioperaatioille suoritettiin lisäksi taselaskelmat. Työn tuloksena esitettiin kromitase sekä yksikköoperaatioille että koko prosessille. Erinäisten epätarkkuustekijöiden vuoksi tasetta ei kuitenkaan pystytty määrittämään halutulla tarkkuudella, ja siksi työssä esitettyä tasetta voidaan pitää vain suuntaa antavana laskelmana. Katodien pinnalle saostunutta kromin määrää pidettiin kuitenkin oikean suuruusluokan tuloksena. Prosessinäytteiden hapetusasteita ei voitu arvioida, sillä saadut kokonaiskromitulokset eivät olleet täysin luotettavia. Huolimatta tulosten epätarkkuudesta, työ tuotti tärkeää tietoa prosessin toiminnasta kromin suhteen. Työtä voidaan hyödyntää jatkossa monin tavoin prosessin kromitaseen seurannassa.

Rigorous development of safety-critical systems

Nowadays, computer-based systems tend to become more complex and control increasingly critical functions affecting different areas of human activities. Failures of such systems might result in loss of human lives as well as significant damage to the environment. Therefore, their safety needs to be ensured. However, the development of safety-critical systems is not a trivial exercise. Hence, to preclude design faults and guarantee the desired behaviour, different industrial standards prescribe the use of rigorous techniques for development and verification of such systems. The more critical the system is, the more rigorous approach should be undertaken. To ensure safety of a critical computer-based system, satisfaction of the safety requirements imposed on this system should be demonstrated. This task involves a number of activities. In particular, a set of the safety requirements is usually derived by conducting various safety analysis techniques. Strong assurance that the system satisfies the safety requirements can be provided by formal methods, i.e., mathematically-based techniques. At the same time, the evidence that the system under consideration meets the imposed safety requirements might be demonstrated by constructing safety cases. However, the overall safety assurance process of critical computerbased systems remains insufficiently defined due to the following reasons. Firstly, there are semantic differences between safety requirements and formal models. Informally represented safety requirements should be translated into the underlying formal language to enable further veri cation. Secondly, the development of formal models of complex systems can be labour-intensive and time consuming. Thirdly, there are only a few well-defined methods for integration of formal verification results into safety cases. This thesis proposes an integrated approach to the rigorous development and verification of safety-critical systems that (1) facilitates elicitation of safety requirements and their incorporation into formal models, (2) simplifies formal modelling and verification by proposing specification and refinement patterns, and (3) assists in the construction of safety cases from the artefacts generated by formal reasoning. Our chosen formal framework is Event-B. It allows us to tackle the complexity of safety-critical systems as well as to structure safety requirements by applying abstraction and stepwise refinement. The Rodin platform, a tool supporting Event-B, assists in automatic model transformations and proof-based verification of the desired system properties. The proposed approach has been validated by several case studies from different application domains.

Safety and outcome of coronary interventions with special reference to anticoagulation and stent type

University of Turku, Faculty of Medicine, Department of Cardiology and Cardiovascular Medicine, Doctoral Programme of Clinical Investigation, Heart Center, Turku University Hospital, Turku, Finland Division of Internal Medicine, Department of Cardiology, Seinäjoki Central Hospital, Seinäjoki, Finland Heart Center, Satakunta Central Hospital, Pori, Finland Annales Universitatis Turkuensis Painosalama Oy, Turku, Finland 2015 Antithrombotic therapy during and after coronary procedures always entails the challenging establishment of a balance between bleeding and thrombotic complications. It has been generally recommended to patients on long-term warfarin therapy to discontinue warfarin a few days prior to elective coronary angiography or intervention to prevent bleeding complications. Bridging therapy with heparin is recommended for patients at an increased risk of thromboembolism who require the interruption of anticoagulation for elective surgery or an invasive procedure. In study I, consecutive patients on warfarin therapy referred for diagnostic coronary angiography were compared to control patients with a similar disease presentation without warfarin. The strategy of performing coronary angiography during uninterrupted therapeutic warfarin anticoagulation appeared to be a relatively safe alternative to bridging therapy, if the international normalized ratio level was not on a supratherapeutic level. In-stent restenosis remains an important reason for failure of long-term success after a percutaneous coronary intervention (PCI). Drug-eluting stents (DES) reduce the problem of restenosis inherent to bare metal stents (BMS). However, a longer delay in arterial healing may extend the risk of stent thrombosis (ST) far beyond 30 days after the DES implantation. Early discontinuation of antiplatelet therapy has been the most important predisposing factor for ST. In study II, patients on long-term oral anticoagulant (OAC) underwent DES or BMS stenting with a median of 3.5 years’follow-up. The selective use of DESs with a short triple therapy seemed to be safe in OAC patients, since late STs were rare even without long clopidogrel treatment. Major bleeding and cardiac events were common in this patient group irrespective of stent type. In order to help to predict the bleeding risk in patients on OAC, several different bleeding risk scorings have been developed. Risk scoring systems have also been used also in the setting of patients undergoing a PCI. In study III, the predictive value of an outpatient bleeding risk index (OBRI) to identify patients at high risk of bleeding was analysed. The bleeding risk seemed not to modify periprocedural or long-term treatment choices in patients on OAC after a percutaneous coronary intervention. Patients with a high OBRI often had major bleeding episodes, and the OBRI may be suitable for risk evaluation in this patient group. Optical coherence tomography (OCT) is a novel technology for imaging intravascular coronary arteries. OCT is a light-based imaging modality that enables a 12–18 µm tissue axial resolution to visualize plaques in the vessel, possible dissections and thrombi as well as, stent strut appositions and coverage, and to measure the vessel lumen and lesions. In study IV, 30 days after titanium-nitride-oxide (TITANOX)-coated stent implantation, the binary stent strut coverage was satisfactory and the prevalence of malapposed struts was low as evaluated by OCT. Long-term clinical events in patients treated with (TITANOX)-coated bio-active stents (BAS) and paclitaxel-eluting stents (PES) in routine clinical practice were examined in study V. At the 3-year follow-up, BAS resulted in better long-term outcome when compared with PES with an infrequent need for target vessel revascularization. Keywords: anticoagulation, restenosis, thrombosis, bleeding, optical coherence tomography, titanium

Introducing the concept of critical Fo in batch heat processing

The determination of the sterilization value for low acid foods in retorts includes a critical evaluation of the factory's facilities and utilities, validation of the heat processing equipment (by heat distribution assays), and finally heat penetration assays with the product. The intensity of the heat process applied to the food can be expressed by the Fo value (sterilization value, in minutes, at a reference temperature of 121.1 °C, and a thermal index, z, of 10 °C, for Clostridium botulinum spores). For safety reasons, the lowest value for Fo is frequently adopted, being obtained in heat penetration assays as indicative of the minimum process intensity applied. This lowest Fo value should always be higher than the minimum Fo recommended for the food in question. However, the use of the Fo value for the coldest can fail to statistically explain all the practical occurrences in food heat treatment processes. Thus, as a result of intense experimental work, we aimed to develop a new focus to determine the lowest Fo value, which we renamed the critical Fo. The critical Fo is based on a statistical model for the interpretation of the results of heat penetration assays in packages, and it depends not only on the Fo values found at the coldest point of the package and the coldest point of the equipment, but also on the size of the batch of packages processed in the retort, the total processing time in the retort, and the time between CIPs of the retort. In the present study, we tried to explore the results of physical measurements used in the validation of food heat processes. Three examples of calculations were prepared to illustrate the methodology developed and to introduce the concept of critical Fo for the processing of canned food.

Evaluation of the in vitro glycemic index of a fiber-rich extruded breakfast cereal produced with organic passion fruit fiber and corn flour

The aim of this study was to determine the influence of process parameters and Passion Fruit Fiber (PFF) addition on the Glycemic Index (GI) of an extruded breakfast cereal. A 2³ Central Composite Rotational Design (CCRD) was used, with the following independent variables: raw material moisture content (18-28%), 2nd and 3rd barrel zone temperatures (120-160 ºC), and PFF (0-30%). Raw materials (organic corn flour and organic PFF) were characterized as to their proximate composition, particle size, and in vitro GI. The extrudates were characterized as to their in vitro GI. The Response Surface Methodology (RSM) and Principal Component Analysis (PCA) were used to analyze the results. Corn flour and PFF presented 8.55 and 7.63% protein, 2.61 and 0.60% fat, 0.52 and 6.17% ash, 78.77 and 78.86% carbohydrates (3 and 64% total dietary fiber), respectively. The corn flour particle size distribution was homogeneous, while PFF presented a heterogeneous particle size distribution. Corn flour and PFF presented values of GI of 48 and 45, respectively. When using RSM, no effect of the variables was observed in the GI of the extrudates (average value of 48.41), but PCA showed that the GI tended to be lower when processing at lower temperatures (<128 ºC) and at higher temperatures (>158 ºC). When compared to white bread, the extrudates showed a reduction of the GI of up to 50%, and could be considered an interesting alternative in weight and glycemia control diets.