Öljyvahinkojätteiden käsittely alusonnettomuuden jälkeen Kymenlaakson alueen näkökulmasta

Työn tavoitteena oli selvittää Suomenlahden rannalta merkittävän suuruisen alusöljyvahingon jälkeen kerättävän öljyisen jätteen käsittelymahdollisuudet ja -kapasiteetit sekä loppusijoitusmahdollisuudet ja -kapasiteetit Kymenlaakson alueen näkökulmasta. Tarkoituksena oli selvittää, missä jätteiden käsittely voidaan toteuttaa sekä, miten öljyisiä jätteitä voidaan esikäsitellä välivarastoinnin aikana puhdistuksen ja loppusijoituksen tehostamiseksi. Tutkimuksen kohteena oli sekä rannalta kerättävät kiinteät öljyiset ainekset että öljyinen merivesi. Työn alussa on perehdytty jätehuoltovastuuseen, eli kenen vastuulla öljyalusonnettomuuksissa syntyvät öljyiset jätteet ovat. Työssä on esitelty lyhyesti öljyvahinkojätteille teknisesti soveltuvien käsittelymenetelmien periaatteet ja menetelmien rajoituksia käsitellä öljyvahinkojätetteitä. Työssä on myös mainittu aiemmin Suomea koskettaneiden tai maailmalla tapahtuneiden alusöljyvahinkojen jätemääriä ja tapauksissa käytettyjä jätteiden käsittelymenetelmiä. Työ painottuu esittelemään Kymenlaakson alueen laitosten, Riihimäen Ekokem Oy Ab:n ja siirrettävien laitteistojen mahdollisuuksia käsitellä öljyisiä jätteitä. Lisäksi on esitelty öljyisen meriveden käsittelyyn soveltuvia laitoksia Kymenlaakson alueen näkökulmasta. Tietoja on kerätty puhelimitse ja sähköpostitse yritysten edustajilta vuoden 2007 aikana. Kymenlaakson alueella voidaan polttaa voimalaitosten leijupedeissä puhtaaseen polttoaineeseen sekoitettuja öljyisiä orgaanisia aineksia ja murskautuvia puhdistustyössä käytettyjä varusteita noin 10 000 t/a, homogenoitua öljyistä orgaanista ainesta voidaan polttaa Leca-soratehtaan rumpu-uunissa noin 1 200 t/a. Alueen polttokapasiteetti kasvaa, kun työn aikana rakenteilla oleva jätteenpolttolaitos valmistuu ja jätettä voidaan polttaa laitoksen arinalla. Haihtuvilla öljy-yhdisteillä pilaantuneita maa-aineksia voidaan alipainekäsitellä, jos yhdisteet eivät ole haihtuneet jo merellä. Erityisesti öljyiset maaainekset voidaan käsitellä alhaisilla öljypitoisuuksilla (öljypitoisuus noin alle 1-2 %) bitumistabiloimalla, aumakompostoimalla tai pesemällä siirrettävällä pesulaitteistolla. Kymenlaakson alueelle voidaan tuoda myös alueen ulkopuolelta siirrettäviä laitteistoja. Siirrettävät termodesorptiolaitteistot on tehty pilaantuneen maa-aineksen ensisijaiseen käsittelyyn, mutta samalla voidaan käsitellä myös muita jätejakeita, joilla on pieni partikkelikoko (alle 5-10 cm). Savaterra Oy:n siirrettävän termodesorptiolaitteiston kapasiteettiarvio on 100 000 t/a. Myös Niska & Nyyssönen Oy:llä on siirrettävä termodesorptiolaitteisto. Doranova Oy:n siirrettävän pesulaitteiston kapasiteettiarvio on 30 000- 50 000 t/a öljyistä maa-ainesta. Tutkimuksessa on ollut mukana myös Riihimäen Ekokem Oy Ab:n jätevoimala, jonka kapasiteettiarvio on 40 000-45 000 t/a erityisesti öljyisille orgaanisille aineksille, varusteille ja kuolleille eläimille. Riihimäen Ekokem Oy Ab:n ongelmajätelaitoksen rumpuuuneissa voidaan käsitellä arviolta 80 000-100 000 t/a öljyisiä maa-aineksia eli kiinteitä jätteitä, joiden partikkelikoko on suunnilleen alle 10 cm, ja 20 000 t/a nestemäisiä öljyisiä jätteitä. Työn loppupuolella on esitelty myös öljyisen meriveden käsittelyyn soveltuvia laitoksia ja niiden rajoituksia käsitellä kyseistä jätettä. Kyseisten laitosten kapasiteetit selviävät usein vasta onnettomuuden sattuessa. Kaikkiin annettuihin kapasiteettiarvioihin vaikuttaa merkittävästi jätteen koostumus. Raportin lopussa on esitelty alustava toimintasuunnitelma öljyvahinkojätteen käsittelemiseksi. Suunnitelmaan sisältyvät eri jätejakeille laaditut kaaviot, joista voi nähdä muun muassa eri jätekoostumuksille teknisesti soveltuvat käsittelymenetelmät ja käsittelymenetelmiä suorittavat yritykset. Öljyalusonnettomuuden sattuessa soveltuviin yrityksiin tulee ottaa yhteyttä ja selvittää kyseisellä hetkellä vapaana oleva käsittelykapasiteetti. Raportissa on myös esitelty käsittelykustannuksiin vaikuttavia tekijöitä ja arvioitu aiheutuvia kuljetuskustannuksia. Saadut tutkimustulokset ovat hyödynnettävissä erityisesti Kymenlaakson alueella. Tiedot käsittelymenetelmistä ja niiden rajoitteista ovat hyödynnettävissä valtakunnallisesti.

Puunpolton mahdollisuudet Suomenojan voimalaitoksella

Puuenergian käyttö on viime vuosina lisääntynyt kaukolämmön tuotannossa sekä yhdistetyssä sähkön ja lämmön tuotannossa. Puun kilpailukykyä polttoaineena ovat lisänneet polttotekniikan ja korjuutekniikoiden kehittyminen. Puun energiakäyttöä on edistänyt myös valtiovalta tukien ja veroratkaisuiden avulla, koska fossiilisten polttoaineiden korvaaminen puupolttoaineilla tukee Suomen ilmastopoliittisia tavoitteita. Tämän työn tavoitteena oli selvittää puupolttoaineiden käytön mahdollisuudet Espoon Sähkön Suomenojan voimalaitoksella. Nykyiset Suomenojan pääpolttoaineet ovat kivihiili ja maakaasu. Suomenojalle toimitetut puupolttoaineet koostuisivat sahoilta saatavista sivutuotteista, metsätähdehakkeesta ja kierrätyspuusta. Puupolttoaineiden taloudellinen saatavuus vaihtelee alueittain huomattavasti. Espoo ei tässä suhteessa ole sijainniltaan edullinen. Saatujen polttoainetarjousten perusteella puunpolton kustannukset nousevat kivihiilen kustannuksia korkeammiksi kuljetusetäisyyksistä johtuen, kun puunpoltto on yli 300 GWh/a. Tämä vastaisi 10 prosenttia Espoon Sähkön vuoden 2000 kokonaispolttoainekäytöstä ja 8 prosenttia arvioidusta polttoaineiden käytöstä vuodelle 2010. Puuta voidaan polttaa leijukerrostekniikkaan perustuvissa kattiloissa, arinakattiloissa, pölypolttona tai kaasuttamalla ja johtamalla tuotekaasu poltettavaksi. Puun ravinneaineista kloori voi aiheuttaa kuumakorroosiota höyrykattiloiden tulistimissa. Tätä pyritään estämään seospoltolla rikkipitoisten polttoaineiden, kuten turpeen tai kivihiilen kanssa. Seospoltto muiden polttoaineiden kanssa parantaa myös puun palamistulosta. Puupolttoaineiden kosteus voi olla jopa 60 prosenttia. Tässä työssä tutkittiin puun energiakäytölle pääasiassa kuutta eri ratkaisua. Ne olivat: kaasuttimen rakentaminen ja tuotekaasun poltto nykyisessä hiilipölykattilassa, hiilipölykattilan muuttaminen leijukerrospolttoon, uuden vastapainevoimalaitoksen rakentaminen, Suomenojalla olevan hiilivesikattilan muuttaminen puupolttoaineille, kivihiilen ja puun yhteispoltto hiilipölykattilassa puu/hiilipölypolttimilla sekä leijukerroskattilan rakentaminen ja sen yhdistäminen olemassa olevaan höyryturbiiniin. Taloudellisesti kannattaviksi ratkaisuiksi osoittautui kaksi viimeksi mainittua. Jos voimalaitostonttia halutaan säästää myöhempää maakaasuvoimalaitoshanketta varten, nousee puun ja kivihiilen yhteispoltto puu/hiilipölypolttimilla oleellisesti paremmaksi vaih-toehdoksi. Tämän vaihtoehdon korollinen takaisinmaksuaika on 7-11 vuotta, riippuen puunpolton laajuudesta. Kannattavuudelle on hyvin tärkeää puulla tuotetun sähkön tuki. Yhteispolton ansiosta hiilipölykattilan rikkidioksidi- ja hiilidioksidipäästöt sekä mahdollisesti myös typenoksidipäästöt vähenisivät. Puunpoltto lisää savukaasuvirtaa, nostaa savukaasun loppulämpötilaa ja mahdollisesti laskee hyötysuhdetta. Laitoksen rekkaliikenne lisääntyy. Kaikki esitetyt ratkaisuvaihtoehdot vähentäisivät hiilidioksidipäästöjä. Puunpolttoratkaisuilla ei kuitenkaan pystytä vähentämään Espoon Sähkön energiantuotannon hiilidioksidipäästöjä alle vuoden 1990 tason, mutta hiilidioksidin ominaispäästöissä edellä mainitun tason alle päästäisiin.

Toimintajärjestelmien harmonisointi kansainvälisessä rakennustuotealan yrityksessä

Tämän diplomityön tavoitteena on määritellä ja antaa suuntaviivat yhtenäisen, harmonisoidun toimintajärjestelmän luomiseksi kansainvälisessä rakennustuotealan yrityksessä. Toimintajärjestelmä tarkoittaa tässä työssä laatujärjestelmän ISO 9001 sekä ympäristöjärjestelmän ISO 14001 muodostamaa kokonaisuutta. Lähtökohtaisesti yrityksessä on useita hajautettuja toimintajärjestelmiä. Tarkoituksena on antaa kehitysehdotus yhtenäisen kokonaisratkaisun toteuttamisesta järkevässä mittakaavassa. Työssä tutkitaan, millainen toimintajärjestelmä soveltuisi parhaiten yrityksen toimintaan tällä hetkellä ja lähitulevaisuudessa. Tutkimus on tehty sisäisen ja ulkoisen esikuva-analyysin sekä yrityksen sisällä luotujen toimintajärjestelmävaihtoehtojen avulla. Sisäinen esikuva-analyysi toteutettiin yhteistyössä kahden sisäisen yksikön kanssa. Ulkoisessa esikuva-analyysissä oli mukana neljä ulkoista yhteistyökumppania. Yrityksen sisällä luodut toimintajärjestelmävaihtoehdot käsittelevät erilaisia sertifiointiratkaisuja ja vaihtoehtoja arvioidaan SWOT-analyysillä yhdessä ulkoisesta esikuva-analyysistä saatujen tuloksien avulla. Työssä otetaan lisäksi kantaa toimintajärjestelmän dokumenttien hallintaan ja toimintajärjestelmän kehittämiseen. Työn tulosten perusteella voidaan nähdä, että toimintajärjestelmän sertifiointi tulevaisuudessa tapahtuisi parhaiten liiketoimintaryhmittäin. Toimintajärjestelmän sähköistä dokumenttien hallintaa tulisi tehostaa ja toimintajärjestelmästä tulisi olla liityntäpinta yrityksen toiminnanohjausjärjestelmään. Toimintajärjestelmän dokumenttien siirrettävyys eri organisaatiotasoille tehostuu yhtenäisen sähköisen järjestelmän myötä ja yrityksen virallisen kielen käyttämistä voitaisiin laajentaa toimintajärjestelmädokumentaatiossa. Järjestelmän rakenteellinen kehittäminen toteutettaisiin kehittämistoimenpiteinä organisaatiossa alhaalta ylöspäin, konsernitason ohjeistus huomioiden.

Törmäysystävällisen valaisinpylvään tuotteistaminen

Euroopan unioni on tiukentanut teiden laitteiden ja tukirakenteiden törmäysturvallisuusvaatimuksia. Uuden standardoinnin tarkoituksena on lieventää ajoneuvon kuljettajan ja matkustajan vammojen vakavuutta ajoneuvon törmätessä tielaitteiden pysyviin rakenteisiin. Käytännössä rakenteiden tulee hidastaa ajoneuvon nopeutta hallitusti eri törmäysnopeuksilla, jolloin matkustajaan kohdistuvat kiihtyvyydet eivät aiheuta vakavaa loukkaantumisriskiä. Vuonna 2005 Mikkelin ammattikorkeakoulun YTI-tutkimuskeskus ja Tehomet Oy kehittivät ensimmäisen version törmäysystävällisestä valaisinpylväästä. Tässä diplomityössä tavoitteena oli kehittää aikaisemmin tehdystä versiosta helpommin valmistettava versio sekä parantaa pylvään törmäyskäyttäytymistä. Valmistusmenetelmistä valittiin pultruusio, kuitukelaus, alipaineinjektio ja RTM. Menetelmille suunniteltiin soveltuvat rakenteet ja laskettiin rakenteiden valmistuskustannukset. Pultruusiolla, alipaineinjektiolla ja RTM:11ä valmistettiin koe-erä esitörmäyskokeita varten. Esitörmäyskokeiden jälkeen valittiin valmistusmenetelmäksi RTM. TKK/Tielaboratorion virallisissa testeissä kehitetylle pylväälle myönnettiin HE2-turvaluokitus. Hanketta jatketaan kehittämällä valmistusprosessia tehokkaammaksi uudistamalla muottitekniikkaa sekä ottamalla käyttöön lujiteaihiot. Tavoitteena on käynnistää tuotanto keväällä 2008. Kehitetty pylväs esitellään kansainvälisillä "Sähkö, Tele, Valo- ja AV 2008"-messuilla Jyväskylän Paviljongissa 6.-8.2.2008.

A Dependency Parsing Approach to Biomedical Text Mining

Biomedical research is currently facing a new type of challenge: an excess of information, both in terms of raw data from experiments and in the number of scientific publications describing their results. Mirroring the focus on data mining techniques to address the issues of structured data, there has recently been great interest in the development and application of text mining techniques to make more effective use of the knowledge contained in biomedical scientific publications, accessible only in the form of natural human language. This thesis describes research done in the broader scope of projects aiming to develop methods, tools and techniques for text mining tasks in general and for the biomedical domain in particular. The work described here involves more specifically the goal of extracting information from statements concerning relations of biomedical entities, such as protein-protein interactions. The approach taken is one using full parsing—syntactic analysis of the entire structure of sentences—and machine learning, aiming to develop reliable methods that can further be generalized to apply also to other domains. The five papers at the core of this thesis describe research on a number of distinct but related topics in text mining. In the first of these studies, we assessed the applicability of two popular general English parsers to biomedical text mining and, finding their performance limited, identified several specific challenges to accurate parsing of domain text. In a follow-up study focusing on parsing issues related to specialized domain terminology, we evaluated three lexical adaptation methods. We found that the accurate resolution of unknown words can considerably improve parsing performance and introduced a domain-adapted parser that reduced the error rate of theoriginal by 10% while also roughly halving parsing time. To establish the relative merits of parsers that differ in the applied formalisms and the representation given to their syntactic analyses, we have also developed evaluation methodology, considering different approaches to establishing comparable dependency-based evaluation results. We introduced a methodology for creating highly accurate conversions between different parse representations, demonstrating the feasibility of unification of idiverse syntactic schemes under a shared, application-oriented representation. In addition to allowing formalism-neutral evaluation, we argue that such unification can also increase the value of parsers for domain text mining. As a further step in this direction, we analysed the characteristics of publicly available biomedical corpora annotated for protein-protein interactions and created tools for converting them into a shared form, thus contributing also to the unification of text mining resources. The introduced unified corpora allowed us to perform a task-oriented comparative evaluation of biomedical text mining corpora. This evaluation established clear limits on the comparability of results for text mining methods evaluated on different resources, prompting further efforts toward standardization. To support this and other research, we have also designed and annotated BioInfer, the first domain corpus of its size combining annotation of syntax and biomedical entities with a detailed annotation of their relationships. The corpus represents a major design and development effort of the research group, with manual annotation that identifies over 6000 entities, 2500 relationships and 28,000 syntactic dependencies in 1100 sentences. In addition to combining these key annotations for a single set of sentences, BioInfer was also the first domain resource to introduce a representation of entity relations that is supported by ontologies and able to capture complex, structured relationships. Part I of this thesis presents a summary of this research in the broader context of a text mining system, and Part II contains reprints of the five included publications.

Fostering Collaborative Knowledge Building by the Effective Provision of Knowledge about the Discussion Process

Peer-reviewed

Perustutkimus palveluinnovaatioprosessissa rahoitusalalla

Palveluinnovaatioprosessi voidaan jakaa 5 eri vaiheeseen: strategiasidonnaisuus, perustutkimus, suorituskyvyn analysointi, systeemimuutokset sekä kaupallistaminen. Tästä palveluinnovaatioprosessista voidaan johtaa perustutkimusprosessi rahoitusalalle: strategiasidonnaisuus, ideoiden luonti ja karsinta, suorituskyvyn analysointi, differointimahdollisuuksien kartoittaminen ja palveluinnovaation myynti yritysjohdolle sekä osakkaille. Strategiasidonnaisuudella varmistetaan, että yritys pysyy omalla osaamisalueellansa hyödyntämällä omia ydinkompetenssejaan. Perustutkimus osana palveluinnovaatioprosessia selvittää oleellisimmat tiedot markkinatilanteesta sekä toimii ohjaavana että karsivana tekijänä uuden tuotteen jatkotoimenpiteille. Yrityksen kyvykkyyksien mittaaminen perustutkimusta varten on oleellinen vaihe uuden palvelun vaatimien liiketoiminnallisten muutosten määrittämiseksi. Tuotedifferoinnilla voidaan luoda kilpailullista etua tuotteiden puolesta homogeenisilla markkinoilla, joissa kilpailu tapahtuu pääosin hinnoittelussa. Rahoitusalalla tuotedifferointi voi muodostua haastavaksi kuluttajien suhtautuessa konservatiivisesti uusiin tuotteisiin. Makroekonomisten tekijöiden perusteella voidaan päätellä, että suomalaiset kuluttajat ottavat lainaa tulevaisuudessakin. Asuntolaina on ollut lainamarkkinoilla luottokannan kasvun veturina ja tästä syystä uudet asuntolainan kaltaiset tuotteet voisivat olla menestyksekkäitä. Kilpailu asuntolainamarkkinoilla kulminoituu kolmen hallitsevan kilpailijan ympärille: Osuuspankki, Sampo Pankki ja Nordea. Asuntolainan kaltainen käänteinen asuntolaina voisi olla menestys markkinoilla, jos sitä pystyttäisiin differoimaan kylliksi. Markkinapotentiaali pelkälle käänteiselle asuntolainalle on tällä hetkellä liian alhainen. GE Money Finland ei myöskään pysty tarjoamaan tuotetta yhtä kilpailulliseen hintaan kuin kilpailijansa. GE Money Finlandin tulisi edellä mainituista syistä johtuen pyrkiä differoimaan käänteisen asuntolainan kaltaista tuotettaan Heloc, jotta se menestyisi markkinoilla.

Water circulations for effective bleaching of high-brightness mechanical pulps

The amount of water available is usually restricted, which leads to a situation where a complete understanding of the process, including water circulations and the influence of water components, is essential. The main aim of this thesis was to clarify the possibilities for the efficient use of residual peroxide by means of water circulation rearrangements. Rearranging water circulations and the reduction of water usage may cause new problems, such as metal induced peroxide decomposition that needs to be addressed. This thesis introduces theoretical methods of water circulations to combine two variables; effective utilization of residual peroxide and avoiding manganese in the alkaline peroxide bleaching stage. Results are mainly based on laboratory and mill site experiments concerning the utilization of residual peroxide. A simulation model (BALAS) was used to evaluate the manganese contents and residual peroxide doses. It was shown that with optimum recirculation of residual peroxide the brightness can be improved or chemical costs can be decreased. From the scientific perspective, it was also very important to discover that recycled peroxide was more effective pre-bleaching agent compared to fresh peroxide. This can be due to the organic acids i.e. per acetic acid in wash press filtrate that have been formed in alkaline bleaching stage. Even short retention time was adequate and the activation of residual peroxide using sodium hydroxide was not necessary. There are several possibilities for using residual peroxide in practice regarding bleaching. A typical modern mechanical pulping process line consist of defibering, screening, a disc filter, a bleach press, high consistency (HC) peroxide bleaching and a wash press. Furthermore there usually is not a particular medium consistency (MC) pre-bleaching stage that includes additional thickening equipment. The most advisable way to utilize residual peroxide in this kind of process is to recycle the wash press filtrate to the dilution of disc filter pulp (low MC pre-bleaching stage). An arrangement such as this would be beneficial in terms of the reduced convection of manganese to the alkaline bleaching stage. Manganese originates from wood material and will be removed to the water phase already in the early stages of the process. Recycling residual peroxide prior to the disc filter is not recommended because of low consistencies. Regarding water circulations, the novel point of view is that, it would be beneficial to divide water circulations into two sections and the critical location for the division is the disc filter. Both of these two sections have their own priority. Section one before the disc filter: manganese removal. Section two after the disc filter: brightening of pulp. This division can be carried out if the disc filter pulp is diluted only by wash press filtrate before the MC storage tower. The situation is even better if there is an additional press after the disc filter, which will improve the consistency of the pulp. This has a significant effect on the peroxide concentration in the MC pre-bleaching stage. In terms of manganese content, it is essential to avoid the use of disc filter filtrate in the bleach press and wash press showers. An additional cut-off press would also be beneficial for manganese removal. As a combination of higher initial brightness and lower manganese content, the typical brightness increase varies between approximately 0.5 and 1% ISO units after the alkaline peroxide bleaching stage. This improvement does not seem to be remarkable, but as it is generally known, the final brightness unit is the most expensive and difficult to achieve. The estimation of cost savings is not unambiguous. For example in GW/TMP mill case 0.6% ISO units higher final brightness gave 10% savings in the costs of bleaching chemicals. With an hypothetical 200 000 ton annual production, this means that the mill could save in the costs of bleaching chemicals more than 400 000 euros per year. In general, it can be said that there were no differences between the behavior of different types of processes (GW, PGW, TMP and BCTMP). The enhancement of recycling gave a similar response in all cases. However, we have to remember that the utilization of residual peroxide in older mills depends a great deal on the process equipment, the amount of water available and existing pipeline connections. In summary, it can be said that processes are individual and the same solutions cannot be applied to all cases.

Identifying and Characterizing New Ingredients in vitro for Prebiotic and Synbiotic use

The endogenous microbiota, constituting the microbes that live inside and on humans, is estimated to outnumber human cells by a factor of ten. This commensal microbial population has an important role in many physiological functions, with the densest microbiota population found in the colon. The colonic microbiota is a highly complex and diverse bacterial ecosystem, and a delicate balance exists between the gut microbiota and its host. An imbalance in the microbial ecosystem may lead to severe symptoms in and also beyond the gastrointestinal tract. Due to the important role of the gut microbiota in human health, means of its modification have been introduced in the dietary concepts of pro-, pre- and synbiotics. Prebiotics, which are usually carbohydrates, strive to selectively influence beneficial microbes resident in the colon with the aim of modifying the composition and functionality of the commensal microbial population towards a purportedly healthier one. The study of prebiotic effects on colonic micro-organisms is typically done by using human faecal material, though this provides relatively little information on bacterial populations and metabolic events in different parts of the colon. For this reason, several in vitro models have been developed to investigate the gut microbiota. The aim of this doctoral thesis was to screen through some of the promising prebiotic candidates, characterize their effects on the microbiota through the use of two in vitro methods (pure microbial cultures and a colon simulator model) and to evaluate their potential as emerging prebiotics or synbiotics when combined with the probiotic Bifidobacterium lactis . As a result of the screening work and subsequent colon simulation studies, several compounds with promising features were identified. Xylo-oligosaccharides (XOS), which have previously already shown promise as prebiotic compounds, were well fermented by several probiotic Bifidobacterium lactis strains in pure culture studies and in the following simulation studies utilizing the complex microbiota by endogenous B. lactis Another promising compound was panose, a trisaccharide belonging to isomalto-oligosaccharides (IMO) that also was also able to modify the microbiota in vitro by increasing the number of beneficial microbes investigated. Panose has not been widely studied previously and therefore, this thesis work provided the first data on panose fermentation in mixed colonic microbiota. Galacto-oligosaccharide (GOS) is an established prebiotic, and it was studied here in conjunction with another potential polygosaccharide polydextrose (PDX) and probiotic B. lactis Bi-07. In this final study, the synbiotics including GOS were more effective than the constituting pro- or prebiotics alone in modulating the microbiota composition, thus indicating a synergy resulting from the combination. The results obtained in this in vitro work can be, and have already been, utilized in product development aimed at the nutritional modification of the human colonic microbiota. Some of the compounds have entered the human clinical intervention phase to nvestigate in more detail the prebiotic and synbiotic properties seen in these in vitro studies.

Optimal trading of wind power in the short term market

The energy reform, which is happening all over the world, is caused by the common concern of the future of the humankind in our shared planet. In order to keep the effects of the global warming inside of a certain limit, the use of fossil fuels must be reduced. The marginal costs of the renewable sources, RES are quite high, since they are new technology. In order to induce the implementation of RES to the power grid and lower the marginal costs, subsidies were developed in order to make the use of RES more profitable. From the RES perspective the current market is developed to favor conventional generation, which mainly uses fossil fuels. Intermittent generation, like wind power, is penalized in the electricity market since it is intermittent and thus diffi-cult to control. Therefore, the need of regulation and thus the regulation costs to the producer differ, depending on what kind of generation market participant owns. In this thesis it is studied if there is a way for market participant, who has wind power to use the special characteristics of electricity market Nord Pool and thus reach the gap between conventional generation and the intermittent generation only by placing bids to the market. Thus, an optimal bid is introduced, which purpose is to minimize the regulation costs and thus lower the marginal costs of wind power. In order to make real life simulations in Nord Pool, a wind power forecast model was created. The simulations were done in years 2009 and 2010 by using a real wind power data provided by Hyötytuuli, market data from Nord Pool and wind forecast data provided by Finnish Meteorological Institute. The optimal bid needs probability intervals and therefore the methodology to create probability distributions is introduced in this thesis. In the end of the thesis it is shown that the optimal bidding improves the position of wind power producer in the electricity market.

Commercialization of Modern Renewable Energy

The threat of global warming and its consequences are widely recognized, and the question of how to proceed with the long transition towards fossil fuel -neutral economies concerns many nations and people. At the same time the world’s primary energy use is predicted to increase significantly during the next decades as a result of global population and welfare increase. Improved energy efficiency and increased use of renewable energy sources in the world’s energy mix play important roles in the future energy production and consumption. The objective of this thesis is to study how novel renewable energy technologies, such as distributed small-scale bio-fueled combined heat and power production and wind power technologies could be commercialized efficiently. A wide array of attributes may contribute to the diffusion of new products. In general, the bioenergy and wind power technologies are in emerging phases, and the diffusion stage varies from country to country. The effects of firms’ technology choices, collaboration and alliances are studied in this thesis. Furthermore, the roles of national energy infrastructure and energy support schemes in the commercialization of new renewable energy products are explored. The empirical data is based on energy expert interviews, financial and patent data, and literature reviews of different case studies. The thesis comprises two parts. The first part provides an overview of the study, and the second part includes six research publications. The results reveal that small-scale bio-fueled combined heat and power production and wind power technologies are still in emerging phases in their life cycles, and energy support schemes are crucial in the market diffusion. The study contributes to earlier findings in the literature and industry by confirming that adequate energy policies and energy infrastructure are fundamental in the commercialization of novel renewable energy technologies. Firm-specific issues, including business relationships and new business models, and market-related issues will have a more significant role in the market penetration in the future, when the technologies mature and become competitive without political support schemes.

Voimalaitostuhkan Hyödyntämismahdollisuudet - Case: Kouvolan Seutu

Maailman laajuisen kasvihuoneilmiön kiihtyminen ja EU:n tiukentuneet jäsenmailleen asettamat tavoitteet uusiutuvien polttoaineiden käytön lisäämiseksi ovat lisänneet puupolttoaineiden käyttöä Suomessa. Lisääntynyt puupolttoaineiden käyttö ja entistä tehokkaampi hakkuutähteiden hyödyntäminen on lisännyt metsistä poistuvien ravinteiden määrää. Huoli metsien maaperän ravinteiden niukkenemisesta sekä tiukentunut lainsäädäntö tuhkien kaatopaikkasijoittamisesta ovat lisänneet energiayhtiöiden kiinnostusta lisätä tuhkien hyötykäyttöä. Tuhka täytyy esikäsitellä, eli stabiloida ennen hyötykäyttöä. Stabiloinnissa tuhkaa kostutetaan, jolloin siitä muodostuu rakeita. Hyödynnettäessä tuhkaa metsälannoitukseen tuhka tulee usein myös terästää typellä, sillä tuhka ei sisällä lainkaan typpeä. Muita tuhkan hyötykäyttömahdollisuuksia ovat peltolannoitus, betonin valmistus, maarakentaminen sekä jätevedenpuhdistus. Näistä vaihtoehdoista betonin valmistus ja maarakentaminen ovat melko yleisiä. Kouvolassa tuhkaa muodostuu noin 14 000 tonnia vuodessa. Kaupungin omistama metsäalue Saaramaalla voitaisiin lannoittaa lähes samoilla kustannuksilla kuin mitä kaatopaikkasijoittaminen maksaisi. Sen sijaan tuhkan käytöllä tierakentamiseen Tähteen alueella saavutetaan tuhansien eurojen säästöt kaatopaikkasijoitukseen verrattuna ja samalla tuhka saadaan hyötykäyttöön kiviaineksia säästäen.  

PDM system functions and utilizations analysis to improve efficiency of sheet metal product design and manufacturing

This study will concentrate on Product Data Management (PDM) systems, and sheet metal design features and classification. In this thesis, PDM is seen as an individual system which handles all product-related data and information. The meaning of relevant data is to take the manufacturing process further with fewer errors. The features of sheet metals are giving more information and value to the designed models. The possibility of implementing PDM and sheet metal features recognition are the core of this study. Their integration should make the design process faster and manufacturing-friendly products easier to design. The triangulation method is the basis for this research. The sections of this triangle are: scientific literature review, interview using the Delphi method and the author’s experience and observations. The main key findings of this study are: (1) the area of focus in triangle (the triangle of three different point of views: business, information exchange and technical) depends on the person’s background and their role in the company, (2) the classification in the PDM system (and also in the CAD system) should be done using the materials, tools and machines that are in use in the company and (3) the design process has to be more effective because of the increase of industrial production, sheet metal blank production and the designer’s time spent on actual design and (4) because Design For Manufacture (DFM) integration can be done with CAD-programs, DFM integration with the PDM system should also be possible.

Uraohjaus ja urasuunnittelu ammattikorkeakoulussa

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, millaista uraohjausta ammattikorkeakoulun tuutoriopettajat antavat ja millaista uraohjausta opiskelijat haluavat. Lisäksi tavoitteena oli selvittää, löytyykö opiskelijoiden koulutusalavalinnan perusteista yhteyttä uran suunnittelutaitoihin ja ohjauksen tarpeeseen, ja tunnistavatko tuutoriopettajat opiskelijoiden erilaiset uraohjauksen tarpeet. Tutkimuksen teoreettisissa rakenteissa hyödynnettiin kolmea postmodernia urateoriaa, jotka olivat Hodkinsonin ja Sparkesin (1997) uranvalinnan päätöksentekoteoria, Mitchellin, Lewinin ja Krumbolzin (1999) suunnitellun sattuman teoria ja Savickasin (2005) uran rakentamisteoria. Tutkimusympäristönä oli Satakunnan ammattikorkeakoulu. Tutkimus oli kaksivaiheinen. Ensimmäisessä vaiheessa kerättiin harkinnanvaraisesti valituilta tuutoriopettajilta (n=14) ja opintojensa eri vaiheissa olevilta opiskelijoilta (n=65) kirjoitettu aineisto. Kvalitatiivinen aineisto analysoitiin sisällönanalyysillä. Aineiston perusteella löydettiin kolmenlaisia urasuunnittelijoita: epävarmat, uteliaat ja tietoiset. Aineiston perusteella laadittiin kyselylomake tutkimuksen toisen vaiheen tiedonkeruuta varten. Tutkimuksen toisessa vaiheessa kerättiin opintojen eri vaiheissa olevilta opiskelijoilta kyselylomakekyselynä kvantitatiivinen aineisto (n=903), joka analysoitiin tilastollisin menetelmin. Koulutusalavalinnan perusteista elämäntilanne, alan mahdollisuudet, oma toive, kutsumus, aktiivinen tiedonhaku ja halu opiskella ammattikorkeakoulussa olivat yhteydessä opiskelijan hyvään urasuunnittelukykyyn. Näillä perusteilla koulutusalansa valinneita tietoisiksi luokiteltuja urasuunnittelijoita oli 72 % vastanneista. Alavalinnan perusteista sattuman, kavereiden, sukulaisten, lukion opinto-ohjauksen ja paikkakunnan perusteella koulutusalansa valinneet luokiteltiin epävarmoiksi urasuunnittelijoiksi, ja heitä oli 28 % vastanneista. Tulokset antavat ohjaajille tukea epävarman ja muita enemmän uraohjausta tarvitsevan opiskelijan tunnistamiseen ja heidän hops-prosessinsa tehostamiseen opintojen alusta asti. Lisäksi tulosten perusteella esitetään seuraavia suosituksia: tuutoriopettajille tulisi asettaa pätevyysvaatimukseksi ohjausalan opintojen suorittaminen; opiskelijoita tulisi ohjata tunnistamaan erilaisia satunnaisesti avautuvia mahdollisuuksia ja tietoisesti hyödyntämään niitä elämässään; uraohjaukseen tulisi kytkeä mukaan työelämäyhteistyö; ohjaajien tulisi tiivistää yhteistyötä toisen asteen ohjaajien kanssa, jotta opiskelijoiden koulutusalavalinnat onnistuisivat paremmin; uraohjausta tulisi antaa tulevaisuuden kvalifikaatioiden ennakoinnin ja elinikäisten oppimisvalmiuksien näkökulmasta.

Evaluating land-use related environmental impacts of biomass value chains for decision-support : Comparison and testing of methodologies proposed for environmental life cycle assessment

Life cycle assessment (LCA) is one of the most established quantitative tools for environmental impact assessment of products. To be able to provide support to environmentally-aware decision makers on environmental impacts of biomass value-chains, the scope of LCA methodology needs to be augmented to cover landuse related environmental impacts. This dissertation focuses on analysing and discussing potential impact assessment methods, conceptual models and environmental indicators that have been proposed to be implemented into the LCA framework for impacts of land use. The applicability of proposed indicators and impact assessment frameworks is tested from practitioners' perspective, especially focusing on forest biomass value chains. The impacts of land use on biodiversity, resource depletion, climate change and other ecosystem services is analysed and discussed and the interplay in between value choices in LCA modelling and the decision-making situations to be supported is critically discussed. It was found out that land use impact indicators are necessary in LCA in highlighting differences in impacts from distinct land use classes. However, many open questions remain on certainty of highlighting actual impacts of land use, especially regarding impacts of managed forest land use on biodiversity and ecosystem services such as water regulation and purification. The climate impact of energy use of boreal stemwood was found to be higher in the short term and lower in the long-term in comparison with fossil fuels that emit identical amount of CO2 in combustion, due to changes implied to forest C stocks. The climate impacts of energy use of boreal stemwood were found to be higher than the previous estimates suggest on forest residues and stumps. The product lifetime was found to have much higher influence on the climate impacts of woodbased value chains than the origin of stemwood either from thinnings or final fellings. Climate neutrality seems to be likely only in the case when almost all the carbon of harvested wood is stored in long-lived wooden products. In the current form, the land use impacts cannot be modelled with a high degree of certainty nor communicated with adequate level of clarity to decision makers. The academia needs to keep on improving the modelling framework, and more importantly, clearly communicate to decision-makers the limited certainty on whether land-use intensive activities can help in meeting the strict mitigation targets we are globally facing.