Elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuva prosessimalli paperikoneelle

Pääoman tuottavuuden merkitys kasvaa metsäteollisuuden tuottavuuden ja kilpailukyvyn varmistamisessa.Tuottavuuteen vaikuttavat tuotannon määrä sekä tuotannosta saatava hinta johon osaltaan vaikuttaa tuotteen laatu. Näitä tekijöitä voidaan mitata käyttämällä esimerkiksi mallia tuotannon kokonaistehokkuudesta. Tämä työ tarkastelee tuotto-kustannus -mallin soveltuvuutta paperikoneprosessin tuloksentekokyvyn arviointiin. Lisäksi tutkimuksen kohde on elinkaarimallinnuksen periaatteisiin perustuvan mallin tiedontarpeiden arvioinnissa sekä mallilla tuotettavien tulosten selvittämisessä. Työssä käsitellyn mallinnusperiaatteen mukainen prosessimalli mahdollistaa kokonaisnäkemyksen paperikoneprosessin tuottoja ja kustannuksia aiheuttavista tekijöistä. Mallilla saatavien tuloksien tarkkuus riippuu käytettävissä olevista lähtötiedoista. Työn esimerkkimallinnus listaa vähimmäistiedot, joilla paperikoneen tuottoja ja kustannustekijöitä tarkasteleva malli voidaan toteuttaa. Työ osoittaa, että paperikoneella on paljon tuotantoaikaan vaikuttavia häiriötekijöitä, joiden merkittävyys on analysoitava tarkemman mallin rakentamiseksi. Mallin kohdentaminen olemassa olevalle paperikoneelle antaisi riittävästi mittaustietoa ja kokemusperäistä tietoa mallin tarpeisiin. Yksityiskohtaisemman mallin rakentamisella saataneen myös yleisesti paperikoneprosessin tuotantohäiriöihin liittyvää tietoa.

Methods for Region Based Paper Surface Roughness Measurement

Paperin pinnan karheus on yksi paperin laatukriteereistä. Sitä mitataan fyysisestipaperin pintaa mittaavien laitteiden ja optisten laitteiden avulla. Mittaukset vaativat laboratorioolosuhteita, mutta nopeammille, suoraan linjalla tapahtuville mittauksilla olisi tarvetta paperiteollisuudessa. Paperin pinnan karheus voidaan ilmaista yhtenä näytteelle kohdistuvana karheusarvona. Tässä työssä näyte on jaettu merkitseviin alueisiin, ja jokaiselle alueelle on laskettu erillinen karheusarvo. Karheuden mittaukseen on käytetty useita menetelmiä. Yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää on käytetty tässä työssä etäisyysmuunnoksen lisäksi. Paperin pinnan karheudenmittauksessa on ollut tarvetta jakaa analysoitava näyte karheuden perusteella alueisiin. Aluejaon avulla voidaan rajata näytteestä selvästi karheampana esiintyvät alueet. Etäisyysmuunnos tuottaa alueita, joita on analysoitu. Näistä alueista on muodostettu yhtenäisiä alueita erilaisilla segmentointimenetelmillä. PNN -menetelmään (Pairwise Nearest Neighbor) ja naapurialueiden yhdistämiseen perustuvia algoritmeja on käytetty.Alueiden jakamiseen ja yhdistämiseen perustuvaa lähestymistapaa on myös tarkasteltu. Segmentoitujen kuvien validointi on yleensä tapahtunut ihmisen tarkastelemana. Tämän työn lähestymistapa on verrata yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää segmentoinnin tuloksiin. Korkea korrelaatio näiden tulosten välillä osoittaa onnistunutta segmentointia. Eri kokeiden tuloksia on verrattu keskenään hypoteesin testauksella. Työssä on analysoitu kahta näytesarjaa, joidenmittaukset on suoritettu OptiTopolla ja profilometrillä. Etäisyysmuunnoksen aloitusparametrit, joita muutettiin kokeiden aikana, olivat aloituspisteiden määrä ja sijainti. Samat parametrimuutokset tehtiin kaikille algoritmeille, joita käytettiin alueiden yhdistämiseen. Etäisyysmuunnoksen jälkeen korrelaatio oli voimakkaampaa profilometrillä mitatuille näytteille kuin OptiTopolla mitatuille näytteille. Segmentoiduilla OptiTopo -näytteillä korrelaatio parantui voimakkaammin kuin profilometrinäytteillä. PNN -menetelmän tuottamilla tuloksilla korrelaatio oli paras.

Investments and value creation Case pulp and paper industry

Tämä tutkimus analysoi 49 sellu- ja paperiteollisuusyrityksen investointistrategioiden ja yrityksen arvon välistä yhteyttä vuosien 1996 ja 2005 välillä. Teoriaosa luo katsauksen arvonmääritysmenetelmiin ja investointien vaikutuksesta yrityksen arvoon ja arvonluontiin. Empiirinen osa on sekä kuvaileva, että selittävä. Yrityksen arvon kehittyminen mitataan vuosittain lisäarvomallilla (EVA®). Toteutetussa analyysissa yritykset on ryhmiteltyjoko liiketoimintaorientaation tai maantieteellisen alueen mukaan. Yritysten investointistrategiat jaoteltiin kasvumallin mukaisesti T&K:hon käyttöomaisuusinvestointeihin ja yritysostoihin. Kasvumallin tulokset ovat raportoitu yritystasolla. Tulokset osoittavat, että harvat sellu- ja paperiteollisuusyritykset ovetpystyneet arvonluontiin. Arvonluonti riippuu merkittävästi talouden suhdanteista. Yritysten investointistrategiat ovat olleet hyvin identtisiä tarkastelujaksonaikana ja alan suurimpien yritysten investointistrategiat kuvaavat hyvin koko toimialan kehitystä. Pienempien yritysten investointistrategiat eroavat valtavirran toimista. Jatkoanalyysi osoitti, että investoinnit käyttöomaisuuteen parantavat kannattavuutta, mitattuna EBITDA-%:lla ja yritysostot heikentävät sitä. Mitattaessa arvonluontia EVA®:lla käyttöomaisuusinvestoinneilla on positiivinen vaikutus arvonluontiin, kun taas yritysostot tuhoavat arvoa. Havainnot tukevat aikaisempia empiirisiä tutkimustuloksia.

Verification of a dynamic laboratory scale former

Laboratoriomittakaavainen formeri on välttämätön, jotta paperinvalmistusprosessin jäljitteleminen olisi mahdollista. Vaikka erilaisia formereita löytyykin paperiteollisuudesta, tilaa on kuitenkin laboratoriomittakaavaiselle paperinvalmistusmenetelmälle, joka sijoittuisipilottikoneen ja perinteisen laboratorioarkkimuotin välille. Formeri, jolla saadaan aikaiseksi oikean paperinvalmistuksen kaltaiset olosuhteet ja ilmiöt on kehitetty, ja sen toiminta on testattu Nalcon Papermaking Centreof Excellence:ssä Espoossa. Formeri on yhdistetty Nalcon lähestymisjärjetelmäsimulaattoriin ja simulaattorilla aikaansaadut hydro-kemialliset ilmiöt voidaan testata nyt myös arkeista. Laitteessa on perälaatikko ja viiraosa. Perälaatikosta massa virtaa viiralle, joka liikkuu eteenpäin hihnakuljettimen hihnojen päällä. Suihku-viira -suhdetta voidaan muuttaa joko muuttamalla virtausnopeutta tai viiran nopeutta tai säätämällä perälaatikon huuliaukkoa. Formerintoiminnan testaus osoitti, että se toimii teknisesti hyvin ja tulokset ovat toistettavia ja loogisia. Arkeissa kuidut ovat orientoituneet, formaatio ja vetolujuussuhde KS/PS riippuvat voimakkaasti suihku-viira -suhteesta, kuten oikeillakinpaperikoneilla.

Fiber Laser Cutting of Mild Steel

Fiber laser for materials processing have undergone a rapid development in the pastseveral years. As fiber laser provides a combination of high beam quality and awavelength that is easily absorbed by metal surfaces, the named future laser isexpected to challenge the CO2 and Nd:YAG lasers in the area of metal cutting. This thesis studied the performance of fiber laser cutting mild steel. In the literature review part, it introduced the laser cutting principle and the principle of fiber laser including the newest development of fiber laser cuttingtechnology. Because the fiber laser cutting mild steel is a very young technology, a preliminary test was made in order to investigate effect of the cutting parameters on cut quality. Then the formal fiber laser cutting experiment was madeby using 3 mm thickness S355 steel with oxygen as assistant gas. The experimentwas focused on the cut quality with maximum cutting speed and minimum oxygen gas pressure. And the cut quality is mainly decided by the kerf width, perpendicularity tolerance, surface roughness and striation patterns. After analysis the cutting result, several conclusions were made. Although the best result got in the experiment is not perfect as predicted, the whole result of the test can be accepted. Compared with CO2 laser, a higher cutting speed was achieved by fiber laser with very low oxygen gas pressure. A further improvement about the cutting quality might be possible by proper selection of process parameters. And in order to investigate the cutting performance more clearly, a future study about cutting different thickness mild steel and different shape was recommended.

The Boundaries of a Firm in the Pulp and Paper Industry: Complementarities of the Resource-Based View and Transaction Cost Economics

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tutkia sellu- ja paperiteollisuuden toimintojen luonnetta sekä miten yrityksen rajapinnat ovat muodostuneet ko. teollisuudenalalla. Tutkimus on eksploratiivinen ja luonteeltaan kvalitatiivinen. Tutkimuksen aineisto kerättiin yrityksissä tehdyillä teemahaastatteluilla. Sellu- ja paperitehtaan toimintojen analysoinnissa käytetään resurssiperusteista näkemystä ja transaktiokustannusteoriaa. Tutkimuksen yritysten rakennetta voidaan pitää varsin konservatiivisena. Teoreettinen kehys pystyi selittämään varsinaisen tuotannon järjestämistä varsin hyvin. Tukitoiminnoissa löytyi ristiriitoja teorian ja todellisuuden välillä. Tuotantotoiminnot kannattaa pitää yrityksen sisällä, koska ne täyttävät VRIN-attribuutit ja niihin liittyy korkeita transaktiokustannuksia. Suurin osa tukitoiminnoista voidaan luokitella triviaaleiksi. Joitain tukitoimintoja voidaan kuitenkin luokitella strategisesti tärkeiksi, ja voidaan päätellä, että ne pitäisi pitää yrityksen sisällä. Tässä suhteessa tulokset olivat kuitenkin ristiriitaisia, ja lisätutkimuksia tarvittaisiin lopullisten johtopäätösten tekemiseen.

The Reflections of Strategic Orientation on profitability - A resource-based study in pulp and paper industry

Tutkielman tavoitteena oli analysoida erilaisia strategisia orientaatioita sellu- ja paperiteollisuudessa. Sellu- ja paperiteollisuus on kohtaamassa strategisia haasteita, jotka ulottuvat syvälle sen rakenteisiin. Yritykset ovat valinneet erilaisia lähestymistapoja organisoidessaan tuotantoa ja kansainvälistä arvoketjuaan tässä muuttuvassa ympäristössä. Tutkimukseen valittiin 30 suurinta sellu- ja paperiteollisuudessa toimivaa yritystä ja mahdollisia syitä kannattavuuseroihin yritysten välillä analysoitiin. Yritysten strategista orientaatiota tarkasteltiin vertailemalla muun muassa seuraavia tekijöitä: vertikaalinen integraatioaste, tuotevalikoiman laajuus, tuotantokapasiteetin levinneisyys ja tuotantokapasiteetin ikä. Kannattavuutta mitattiin erilaisilla talouden tunnusluvuilla (liikevoitto, oman pääoman tuotto-%, koko pääoman tuotto-%). Tulosten mukaan yrityksiä voidaan ryhmitellä strategisen orientaation perusteella ja ryhmien välillä on kannattavuuseroja.

Cutting edge: alum adjuvant stimulates inflammatory dendritic cells through activation of the NALP3 inflammasome.

Adjuvants are vaccine additives that stimulate the immune system without having any specific antigenic effect of itself. In this study we show that alum adjuvant induces the release of IL-1beta from macrophages and dendritic cells and that this is abrogated in cells lacking various NALP3 inflammasome components. The NALP3 inflammasome is also required in vivo for the innate immune response to OVA in alum. The early production of IL-1beta and the influx of inflammatory cells into the peritoneal cavity is strongly reduced in NALP3-deficient mice. The activation of adaptive cellular immunity to OVA-alum is initiated by monocytic dendritic cell precursors that induce the expansion of Ag-specific T cells in a NALP3-dependent way. We propose that, in addition to TLR stimulators, agonists of the NALP3 inflammasome should also be considered as vaccine adjuvants.

Study and modeling of the desintegration kinetics of coated paper

The disintegration of recovered paper is the first operation in the preparation of recycled pulp. It is known that the defibering process follows a first order kinetics from which it is possible to obtain the disintegration kinetic constant (KD) by means of different ways. The disintegration constant can be obtained from the Somerville index results (%lsv and from the dissipated energy per volume unit (Ss). The %slv is related to the quantity of non-defibrated paper, as a measure of the non-disintegrated fiber residual (percentage of flakes), which is expressed in disintegration time units. In this work, disintegration kinetics from recycled coated paper has been evaluated, working at 20 revise rotor speed and for different fiber consistency (6, 8, 10, 12 and 14%). The results showed that the values of experimental disintegration kinetic constant, Ko, through the analysis of Somerville index, as function of time. Increased, the disintegration time was drastically reduced. The calculation of the disintegration kinetic constant (modelled Ko), extracted from the Rayleigh’s dissipation function, showed a good correlation with the experimental values using the evolution of the Somerville index or with the dissipated energy

Financial Analysis of the Pulp and Paper Industry: Performance and value creation of the world's pulp and paper companies

Tutkimuksen tavoitteena on analysoida 74 sellu- ja paperiyrityksen taloudellista suorituskykyä kannattavuutta, maksuvalmiutta, vakavaraisuutta ja arvonluontikykyä kuvaavilla tunnusluvuilla. Tutkimuksen teoriaosa esittelee liiketoiminta-analyysin välineet, jonka jälkeen esitellään taloudelliset tunnusluvut. Empiriaosassa käydään läpi vuoden 2005 tunnusluvut yritystasolla. Jotta voidaan tarkastella tunnuslukujen muutoksia pitkällä aikavälillä, yritykset ryhmitellään maantieteellisen sijainnin sekä liiketoimintaorientaation mukaan. Tutkimus on kuvaileva. Tunnusluvuista voidaan todeta sellu- ja paperiteollisuudessa meneillään oleva toimialan rakennemuutos. Eteläamerikkalaiset yritykset, jotka hyötyvät uudesta ja kustannustehokkaasta raaka-aineesta, ovat siirtyneet lähemmäs arvonluontia, kun taas suurin osa pohjoisamerikkalaisista yrityksistä, jotka olivat toimialan johtavia arvonluojia, ovat nyt arvon tuhoajia. Toimiala kärsii myös alhaisesta kannattavuudesta, joka vaikuttaa eniten pohjoisamerikkalaisiin yrityksiin. Samaan aikaan eteläamerikkalaiset yritykset ovat nostaneet kannattavuuttaan, mikä puolestaan korostaa meneillään olevaa muutosta.

New Operation Model for Maintenance Material Logistics in Paper Industry

This research report illustrates and examines new operation models for decreasing fixed costs and transforming them into variable costs in the field of paper industry. The report illustrates two cases - a new operation model for material logistics in maintenance and an examination of forklift truck fleet outsourcing solutions. Conventional material logistics in maintenance operation is illustrated and some problems related to conventional operation are identified. A new operation model that solves some of these problems is presented including descriptions of procurement and service contracts and sources of added value. Forklift truck fleet outsourcing solutions are examined by illustrating the responsibilities of a host company and a service provider both before and after outsourcing. The customer buys outsourcingservices in order to improve its investment productivity. The mechanism of how these services affect the customer company's investment productivity is illustrated.

Aspects on Process Engineering in the Finnish Pulp and Paper Industry : Thesis for the Degree of Licentiate in Science of Technology

Process development will be largely driven by the main equipment suppliers. The reason for this development is their ambition to supply complete plants or process systems instead of single pieces of equipment. The pulp and paper companies' interest lies in product development, as their main goal is to create winning brands and effective brand management. Design engineering companies will find their niche in detail engineering based on approved process solutions. Their development work will focus on increasing the efficiency of engineering work. Process design is a content-producing profession, which requires certain special characteristics: creativity, carefulness, the ability to work as a member of a design team according to time schedules and fluency in oral as well as written presentation. In the future, process engineers will increasingly need knowledge of chemistry as well as information and automation technology. Process engineering tools are developing rapidly. At the moment, these tools are good enough for static sizing and balancing, but dynamic simulation tools are not yet good enough for the complicated chemical reactions of pulp and paper chemistry. Dynamic simulation and virtual mill models are used as tools for training the operators. Computational fluid dynamics will certainlygain ground in process design.

Choice of Optimal MembraneProcesses for Economical Treatment of Paper Machine Clear Filtrate

In this thesis membrane filtration of paper machnie clear filtrate was studied. The aim of the study was to find membrane processes which are able to produce economically water of sufficient purity from paper machine white water or its saveall clarified fractions for reuse in the paper machnie short circulation. Factors affecting membrane fouling in this application were also studied. The thesis gives an overview af experiments done on a laboratory and a pilot scale with several different membranes and membrane modules. The results were judged by the obtained flux, the fouling tendency and the permeate quality assessed with various chemical analyses. It was shown that membrane modules which used a turbulence promotor of some kind gave the highest fluexes. However, the results showed that the greater the reduction in the concentration polarisation layer caused by increased turbulence in the module, the smaller the reductions in measured substances. Out of the micro-, ultra- and nanofiltration membranes tested, only nanofiltration memebranes produced permeate whose quality was very close to that of the chemically treated raw water used as fresh water in most paper mills today and which should thus be well suited for reuse as shower water both in the wire and press section. It was also shown that a one stage nanofiltration process was more effective than processes in which micro- or ultrafiltration was used as pretreatment for nanofiltration. It was generally observed that acidic pH, high organic matter content, the presence of multivalent ions, hydrophobic membrane material and high membrane cutoff increased the fouling tendency of the membranes.