Kierrätyspolttoaineen käyttö leijupetikattilan konseptiin

Diplomityö tehtiin Rautjärven kunnassa sijaitsevalle M-real Simpeleen tehtaan voimalaitokselle. Voimalaitoksella on leijupetikattila ja se tuottaa prosessilämmön ja höyryn kartonki- ja paperikoneelle. Vuotuinen energiantuotanto on noin 115 GWh. Diplomityön tavoitteena oli tutkia kierrätyspolttoaineen käyttöä osana voimalaitoksen polttoainekonseptista. Voimalaitoksen biokattila on leijupetikattila, jossa poltetaan tehtaalta tulevaa kuorta ja lietettä sekä tehtaan ulkopuolisia puuperäisiä biopolttoaineita ja turvetta. Yksi työn päätavoitteista oli laatia voimassa olevan ympäristöluvan muutoshakemus, jotta kierrätyspolttoaineen käytölle saataisiin lupa. Suurten polttolaitosten päästöjen tarkkailu- ja raportointivaatimukset ovat uudistuneet viime vuosina paljon. Suurimpia muutosten aiheuttajia ovat Valtioneuvoston asetukset 1017/2002 ja 362/2003. Tässä työssä kuvataan uusien asetusten tuomia vaatimuksia itse kattilalle ja polttoaineen syötölle, jatkuvatoimisille mittalaitteille ja muille suoritettaville mittauksille. Uutena asiana on myös ilmapäästöjen seurantamittaukset ja -tapa, jolla tulokset ilmoitetaan. Mahdollisimman pieniin leijupetikattilamuutoksiin uskotaan pääsevän korvaamalla kierrätyspolttoaine REF1:llä 5 – 10 % turpeesta tai puupolttoaineista.

The 21st century chemistry journal

Internet publication will radically alter how chemists will publish their research in the next century. In this article, we describe two fundamental changes: enhanced chemical publication which allows chemists to publish materials that cannot be published on paper and end-user customization which allows readers to read articles prepared to meet their specifications. These concepts have been implemented within the Internet Journal of Chemistry, a new journal designed to employ the latest technologies for chemical publications.

Paperin ominaisuuksiin vaikuttaminen kuitulajeilla ja valmistuksen osaprosesseilla

Työn tarkastellaan massalaatujen valmistusmenetelmiä ja paperinvalmistuksen osaprosesseja pitäen silmällä massalaadun ja jälkikäsittelyn vaikutusta paperin optisiin ja reologisiin ominaisuuksiin. Pääpaino oli käytössä olevilla prosesseilla, mutta myös muutaman viimeisen vuosikymmenen aikaisiin valmistusmenetelmiin tutustuttiin suppeasti. Koska asiakkaat ja kuluttajat vaativat yhä vaaleampia, kestävämpiä ja lujempia papereita, on tärkeää kyetä tunnistamaan eri osa-prosessit, joilla voidaan vaikuttaa näihin ominaisuuksiin. Asiakaslähtöisyyden ohella prosessien pitää nykyisten tiukkojen päästömääräysten vuoksi pyrkiä ympäristöystävälliseen liiketoimintaan. Myös keräyspaperin käytöstä on säädetty asetus, jonka mukaan keräyspaperin pitää päätyä ensisijaisesti uusiopaperin raaka-aineeksi. Ympäristövaatimukset ja kierrätyskuidun käyttö antavatkin omat haasteensa hyvien optisten ja reologisten ominaisuuksien saavuttamisessa.

Identification of the Emerging Issues in Recycled Fiber Processing

The objectives of this research work “Identification of the Emerging Issues in Recycled Fiber processing” are discovering of emerging research issues and presenting of new approaches to identify promising research themes in recovered paper application and production. The projected approach consists of identifying technological problems often encountered in wastepaper preparation processes and also improving the quality of recovered paper and increasing its proportion in the composition of paper and board. The source of information for the problem retrieval is scientific publications in which waste paper application and production were discussed. The study has exploited several research methods to understand the changes related to utilization of recovered paper. The all assembled data was carefully studied and categorized by applying software called RefViz and CiteSpace. Suggestions were made on the various classes of these problems that need further investigation in order to propose an emerging research trends in recovered paper.

Alographia dos álkalis... de Frei Conceição Veloso: um manual de química industrial para produção da potassa no Brasil colonial

Potassium carbonate, or potash, was the most important industrial chemical of the 18th century. It was essential for producing glass, soap, saltpeter, dyes, several drugs, and also used for bleaching linens, paper, and sugar. We examine here a book in which Brazilian author José Mariano da Conceição Veloso gathered his translations into Portuguese of English and French articles, letters, patents, and pamphlets with instructions on how to prepare potash. We discuss especially his version of Richard Watson's essay entitled 'Of saline substances', and Veloso's own 'Flora Alographica', a description of the Brazilian plants that could be used to prepare potash.

Production Cycle Optimization: Defining the Market Potential for a New Planning Tool

An optimization tool has been developed to help companies to optimize their production cycles and thus improve their overall supply chain management processes. The application combines the functionality that traditional APS (Advanced Planning System) and ARP (Automatic Replenishment Program) systems provide into one optimization run. A qualitative study was organized to investigate opportunities to expand the product’s market base. Twelve personal interviews were conducted and the results were collected in industry specific production planning analyses. Five process industries were analyzed to identify the product’s suitability to each industry sector and the most important product development areas. Based on the research the paper and the plastic film industries remain the most potential industry sectors at this point. To be successful in other industry sectors some product enhancements would be required, including capabilities to optimize multiple sequential and parallel production cycles, handle sequencing of complex finishing operations and to include master planning capabilities to support overall supply chain optimization. In product sales and marketing processes the key to success is to find and reach the people who are involved directly with the problems that the optimization tool can help to solve.

PERFIL DOS BOLSISTAS DE PRODUTIVIDADE EM PESQUISA NAS SUBÁREAS DA QUÍMICA DO CNPq

The profile analysis of CNPq Research Productivity Fellows (PQ) in the four subfields of chemistry and in their respective specialties highlighted particularities with regard to the indicators related to the judging criteria established by the Chemistry Advisory Committee. The curricula of all 727 PQ fellows with active grants in 15/03/2013 were analyzed spanning the past10 years (2003-2013). Out of all PQ-1 fellows, researchers in the subfield of Organic Chemistry had the highest median number of articles published per year. The subfield of Analytical Chemistry qualifies a higher number of postgraduate level students in comparison to other Chemistry subfields. Furthermore, this subfield had the highest average Hirsch index among PQ-1A and PQ-1B fellows. On the other hand, Inorganic Chemistry had the highest average number of patent applications per researcher, while Physical Chemistry had the specialties with the highest citation rates per paper and the highest average impact factors per journal. In all subfields, women made up a low proportion, especially at the highest levels of PQ fellowships. Although quantitative differences in scientific output were observed among the subfields, qualitative evaluation of science output was not carried out.

Unitizing in Supply Chain – Case SECU Container

The aim of this thesis is to analyze how increasing the level of unitizing affects to the costs in the transport system of a Finnish paper and board company. The parts of the supply chain where costs are analyzed are limited to domestic inland transport and port operations. Supply Chain management is important aspect of modern day companies’ strategies. Intermodal transport and different transport systems are the key items which are studied in the theory part of this thesis. In the case study the payload simulations for SECU container (Stora Enso Cargo Unit) stuffed in mills sites are base of the cost analyze of this thesis. Thesis also makes a glance for the restrictions and development trends in Finnish railroads. In analyze SECU containers are moved up to the mill site for stuffing. This increases the level of unitizing in supply chain. Analyze is made for three variation of current traffic lines. Analyze shows that when idea of intermodalism is well used there is considerable cost savings to gather in pre-transportation and port operations. But also effects to mill sites and destination ports needs to be take under considering. In analyze the effects of increased axle weight for SECU container transportation in Finnish railroads is studied. When transport unit is stuffed in earliest possible point supply chain and unloaded the last possible point the savings made in chain can be considerable. In case study of this thesis almost 40% savings in total costs could be reached in pre transportation and port operations when unitizing level is increased in supply chain.

Pumppukäyttöjen energiankulutuksen määrittäminen prosessimittauksia käyttäen

Pumppukäytöt vastaavat noin neljännestä Euroopan alueen sähkömoottoreissa kuluvasta energiasta. Energian hinnan nousun vuoksi energian säästäminen ja energiatehokkuus ovat nousseet tärkeään asemaan paljon energiaa kuluttavassa teollisuudessa. Pumppukäyttöjen hyötysuhteen parantaminen on noussut olennaiseen osaan paperi- ja kartonkiteollisuuden energiatehokkuustarkasteluissa. Tässä työssä tarkastellaan kartonkikoneen pumppukäyttöjen toiminnan energiatehokkuutta moottorin virtamittausten perusteella. Analyysi perustuu moottorin akselitehon määrittämiseen ja sen perusteella tehtävään pumpun toimintapisteen laskentaan. Työssä esitellään käytetyt estimointimenetelmät ja niillä saadut tulokset kartonkikoneen pumppukäytöille. Lisäksi työssä arvioidaan kolmen yksittäisen pumppukäytön energiankulutuksen säästöpotentiaalia. Työssä käytettyä menetelmää voidaan käyttää sekä vakio- että vaihtonopeuspumppukäyttöjen toiminnan ja hyötysuhteen analysointiin.

Taivekartongin sävytys ja jälkikellertyminen

Taivekartongilta vaaditaan nykyisin korkealaatuista ja tasaista ulkonäköä. Pakkauksen tehtävänä on parantaa myyntiä hyvällä ulkonäöllä ja siisteydellä sekä antaa informaatiota ja käyttöohjeita. Tässä diplomityössä tutkittiin taivekartongin sävyttämistä, optisia ominaisuuksia sekä vaaleuden ja sävyjen pysyvyyttä. Kirjallisuusosassa käsiteltiin paperin ja kartongin optisia ominaisuuksia sekä esiteltiin Kubelka-Munkin teoria. Teoriaa voidaan käyttää mm. monikerroskartongin vaaleuden ja sävyjen mallintamisessa. Esillä oli paljon eri prosessitekijöitä, massoja ja kemikaaleja, jotka vaikuttavat kartongin vaaleuteen ja sävyyn. Työssä kärsiteltiin myös keinoja vaikuttaa kartongin sävyyn sävytyksellä ja sävytyksen eri tapoja. Toisaalta vaaleuden ja sävyn pysyvyyteen vaikuttaa kartongin jälkikellertyminen. Työssä tarkasteltiin jälkikellertymisen mekanismeja ja siihen vaikuttavia tekijöitä sekä esitettiin keinoja ennalta ehkäistä ja estää kellertymistä. Kokeellisessa osassa käsiteltiin massan ja päällystyspastan värjäyksen vaikutuksia ulkonäköön ja optisiin ominaisuuksiin. Sinertävillä tai violeteilla sävyväreillä voidaan pienentää mekaanisten massojen luonnollista kellertyvyyttä, jolloin valkoisuuden vaikutelma lisääntyy. Värien lisääminen heikentää vaaleutta, koska värien lisäys nostaa valon absorptiota. Tämän takia on tärkeää lisätä väri mielellään siihen kerrokseen, jossa kellertävä massa on, joka on tyypillisesti kartongin keskikerros. Pintakerrokset ovat valkaistua sellua ja niillä on tärkeä merkitys kartongin vaaleudelle, joten värin lisäys pintaan alentaisi vielä merkittävämmin kartongin kokonaisvaaleutta. Pastan värjäyksellä saadaan tasaisuutta värjäykseen, mutta sävyn säätö on tehtävä edelleen massavärjäyksellä. Pigmenttivärien käytöllä pystytään lisäämään mm. valonkestoa kartongille. Kartongin ja paperituotteiden valonkeston tutkimiseen ei ole olemassa standardia. Työssä tutkittiin laboratorio-olosuhteissa ja huonevalossa vanhentuneiden kartonkinäytteiden vertailtavuutta. Materiaalivalinnoilla pystytään vaikuttamaan valon-kestoon. Siihen vaikuttavat mm. massan laatu, lateksivalinta sekä pigmenttivärin käyttö. Mekaanista massaa sisältävät tuotteet kellertyvät pääasiassa ligniinin takia. Ligniini sisältää paljon UV-säteilyyn reagoivia ryhmiä, jotka muuttuvat värilliseksi lisäten kellertymistä. Valkaistujen sellujen vanhentuminen on suhteessa mekaaniseen massaan erittäin vähäistä. SA-lateksin havaittiin suojaavan vaaleuden menetykseltä ja lisäävän sävyn pysyvyyttä paremmin kuin SB-lateksi.

Liqum-järjestelmän optimointi eräällä paperikoneella

Tämän työn tarkoituksena oli jalkauttaa Liqum Oy:n kehittämä Chemistry Navi-gator (Chena) kunnossapidon ja tuotannon päivittäiseksi työkaluksi prosessin märän pään kemian seurantaan. Chena – analysaattorin mittausteknologia perustuu hapetus – pelkistysreaktioiden mittaamiseen. Analysaattori mittaa paperimassassa olevien ionien ja ionikombinaatioiden konsentraatioita ja aktiivisuuksia kuudella anturilla, joiden toiminta perustuu sähkökemiallisiin muutoksiin mitattavassa näytteessä. Diplomityön tarkoituksena oli erityisesti Chena – järjestelmän toimintakuntoon saattaminen sekä tutkia minkälaisia muutoksia märkäosan kemian tilassa analysaattorilla voidaan havaita. Työn kirjallisuusosassa esitellään yleisesti paperikoneen märkäosan kemiallisia ilmiöitä ja kemian tilan muuttujia. Lisäksi esitellään yleisimpiä prosessiin annosteltavia paperin laatuun sekä prosessin toimivuuteen vaikuttavia kemikaaleja. Kokeellisessa osassa optimoitiin järjestelmässä olevien ajoparametrien raja-arvoja vastaamaan nykypäivän ajo-olosuhteita sekä tutkittiin miten Chenan signaalit reagoivat eri massasuhteilla ja kemikaaliannoksilla. Kokeellisen osassa suoritettujen askelvastekokeiden tulosten perusteella havait-tiin, että peroksidi ja ditioniitti antoivat voimakkaimmat vasteet Chenan signaaleihin varsinkin suuremmilla pitoisuuksilla. Myös retentio- ja vaahdonestoaineen osalta oli havaittavissa selviä vasteita Chenan signaaleissa. Massasuhteiden osalta merkittävimmät vasteet Chenan signaaleihin PK4:n puolella aiheuttivat täysin hylytön massaseos sekä puolet kokonaistilavuudesta päällystämätöntä hylkyä sisältänyt massaseos. PK7:n puolella voimakkaimmat vasteet aiheutuivat alhaisen hylkypitoisuuden massoista. Chena avulla saadaan uutta

Täyteaineen dispergoinnin vaikutus paperin ominaisuuksiin

Kuljetettaessa täyteainetta pidempiä matkoja voidaan aikaan saada säästöjä, mikäli täyteaineliete valmistetaan korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen. Dispergointiaineen avulla täyteainelietteen kuiva-ainepitoisuutta voidaan nostaa ilman, että menetetään täyteainelietteen virtausominaisuuksia. Dispergointiaineen tehtävänä on stabiloida täyteaineliete niin, että täyteainepartikkelit pysyvät lietteessä erillään, jolloin lietteen kuiva-ainepitoisuuden kasvattaminen on mahdollista. Täyteainepartikkelien agglomeroituminen estyy, kun dispergointiaine kiinnittyy täyteainepartikkelin pinnalle lisäten partikkelin sähkövarausta ja vahvistaen näin partikkeleiden välisiä repulsiovoimia. Dispergointi on mahdollista tehdä myös steerisellä stabiloinnilla. Yleisimmät käytössä olevat dispergointiaineet ovat polyakryylaatteja. Työssä tutkittiin MBF- laitteella valmistettujen arkkien avulla dispergoinnin vaikutusta täyteaineiden käyttäytymiseen ja paperin ominaisuuksiin. Dispergointiaineen todettiin heikentävän täyteaineen retentiota paperiin, sillä dispergointiaineen aiheuttama täyteaineen anionisuuden kasvu lisää kuidun ja täyteaineen välistä repulsiota. Dispergoitujen täyteaineiden käyttö vaatii retentioaineannoksen kasvattamista, mikä voi johtaa puolestaan formaation heikkenemiseen. Dispergointiaineen todettiin alentavan hienopaperin bulkkia, sillä paksuutta lisääviä agglomeraatteja esiintyi todennäköisesti vähemmän. Lisäksi dispergointiaineen havaittiin heikentävän hienopaperin ja TMP:stä valmistetun paperin optisia ominaisuuksia. Hienopaperilla dispergointiaineen käyttö puolestaan paransi paperin lujuusominaisuuksia. TMP- arkeilla bulkki ja lujuusominaisuudet muuttuivat dispergointiaineannostuksen myötä. 5 ‰:n dispergointiaineannostuksella päästiin samaan bulkkiin sekä lujuusominaisuuksiin kuin ei-dispergoidulla täyteaineella.

Enhancement of water removal in the press section

The effectiveness of water removal on press section is very important for a paper and board machine’s functioning, efficiency and economy. Today, the most effective method for wet pressing is shoe press technology. Metso has carried out a number of studies concerning anew type of water removal method for a press section, which has also been patented. These studies include rough sketches and some test runs. These issues form the basis of this thesis. The objective of this work was to gather together information for a new and enhanced waterremoval method for a press section by studying the functioning of the device andcarrying out test runs. This method is referred to here as Hydronip. The main goal was tobuild a functional test site which fulfills all the necessary requirements and has all thenecessary information gathering devices. The design process was carried out by emphasizing the safety aspects. The goal was also to gather together information about the nip structure in running conditions, the seal function, and to carry out the nip tests with paper or board wads. This thesis consists of a theory part, the design and construction of the test site, and carrying out test runs through information gathering. The theory part consists of the principals of water removal from a press section, Hydronip construction, and the requirements for the test place. The safety aspects were taken into account especially in test runs, but also in the assembly stages. The design and construction of the test site includes the selection of equipment and surroundings that are needed for managing the test runs in the best possible way at certain premises. The test site included the equipment that was already on the premises. Some equipment could be used as it was but some equipment had to be manufactured or modified from existing equipment. A functional test site with information gathering devices was accomplished as a result of thethesis. Test runs demonstrated that the Hydronip concept is, at least on a small scale,functional. Short-term tests for seal functioning showed that the seal can be lubricatedsufficiently under different kinds of nip load situations. Wad tests demonstrated that the metal belt is durable against different sizes of external particles. The seal also endured wad tests even though the pressure impacts impaired the lubrication. MTS tests showing dry content increases, combined with a rough cost calculation and the basic function of the machine in test runs, show that with some further study Hydronip could be a promising new product for water removal from a paper or board machine’s press section.

Metsäteollisuusyhtiön liiketoimintaportfolion synergioiden määrittäminen ja optimointi: Case UPM-Kymmene Oyj

Tutkielmassa selvitettiin UPM-Kymmene Oyj:n liiketoimintaportfolion muodostamia synergioita julkisiin lähteisiin pohjautuen. Synergioiden määrittämistä varten muodostettiin malli, jonka avulla määritettiin synergiat montaa eri liiketoimintaa harjoittavalle yhtiölle. Synergianäkemystä hyödynnettiin portfolion optimoinnissa uudella lähestymistavalla. Synergian mittausmallissa arvotettavan yhtiön liiketoiminta-alueille valittiin vertailuyhtiöt, joiden taloudellista suoriutumista arvioimalla pystyttiin määrittämään arvio synergian määristä. Tutkielman aihe synergioiden muodostumisesta ja mittaamisesta on tärkeä, sillä montaa liiketoimintaa harjoittavat yhtiöt oikeuttavat olemassa olonsa vetoamalla liiketoimintojen välillä syntyviin hyötyihin ja synergioihin. Synergiat ja portfolion optimointi ovat johdolle tärkeä aihe, sillä portfolion hallinta on yrityksen liiketoiminnan jatkuvuuden, taloudellisen suoriutumisen ja olemassa olon kannalta erittäin keskeistä Tutkielman tulosten perusteella UPM:n liiketoimintaportfoliossa muodostuvien synergioiden voidaan arvioida olevan vuosittain 44 miljoonasta eurosta 117 miljoonaan euroon. Portfolion optimoinnin tuloksena ainoastaan paperin ja vaneriliiketoimintojen suhteellista painoarvoa tulee laskea, mikä johtuu lähinnä näiden liiketoimintojen jatkuvasta huonosta taloudellisesta suoriutumisesta.

Convergence in Industry Evolution

The objective of the thesis is to enhance understanding of the evolution of convergence. Previous research has shown that the technological interfaces between distinct industries are one of the major sources of new radical cross-industry innovations. Despite the fact that convergence in industry evolution has attracted a substantial managerial interest, the conceptual confusion within the field of convergence exists. Firstly, this study clarifies the convergence phenomenon and its impact to industry evolution. Secondly, the study creates novel patent analysis methods to analyze technological convergence and provide tools for anticipating the early stages of convergence. Overall the study combines the industry evolution perspective and the convergence view of industrial evolution. The theoretical background for the study consists of the industry life cycle theories, technology evolution, and technological trajectories. The study links several important concepts in analyzing industry evolution, technological discontinuities, path-dependency, technological interfaces as a source of industry transformation, and the evolutionary stagesof convergence. Based on reviewing the literature a generic understanding of industry transformation and industrial dynamics was generated. In the convergence studies, the theoretical basis is in the discussion of different convergence types and their impacts on industry evolution, and in anticipating and monitoring the stages of convergence. The study is divided in two parts. The first part gives a general overview, and the second part comprises eight research publications. Our case study is based historically on two very distinct industries of the paper and electronics companies as a test environment to evaluate the importance of emerging business sectors and technological convergence as a source of industry transformation. Both qualitative and quantitative research methodology are utilized. The results of this study reveal that technological convergence and complementary innovations from different fields have significant effect to the emerging new business sector formation. The patent-based indicators in the analysis of technological convergence can be utilized on analyzing technology competition, capability and competence development, knowledge accumulation, knowledge spill-overs, and technology-based industry transformation. The patent-based indicators can provide insights to the future competitive environment. Results and conclusions from empirical part seem not be in conflict with real observations in the industry.