Energiankäytön kartoitus Lappeenrannan sementtitehtaalla.

Diplomityön tavoitteena oli kartoittaa Finnsementti Oy:n Lappeenrannan sementtitehtaan energiankäyttöä ja etsiä potentiaalisia energiansäästökohteita. Diplomityö liittyy Kauppa- ja teollisuusministeriön ja Teollisuuden ja Työnantajain Keskusliiton väliseen teollisuuden energiankäytön tehostamiseen tähtäävään puitesopimukseen, johon Finnsementti Oy on liittynyt. Diplomityön teoriaosassa tutustutaan sementin kemiaan raaka-aineista valmiisiin tuotteisiin. Lisäksi kartoitetaan sementtiteollisuuden energiansäästömahdollisuuksia laite-hankintojen ja prosessin optimointinnin kannalta. Työssä tutustutaan sementin-valmistuksessa käytettäviin laitteistoihin ja selvitetään niiden teknistä kehitystä ja energiaasäästäviä ratkaisuja. Kokeellinen osuus alkaa yksityiskohtaisella kuvauksella Lappeenrannan sementtitehtaan valmistusprosessista. Kokeellisessa osassa tutustutaan tehtaan energiankulutukseen sähkön ja polttoaineen muodossa. Lisäksi käsitellään paineilmaa ja vettä. Sähkön osalta kokeellinen osa sisältää sähkönkulutuksen historian ja sähkönjakeluverkon selvityksen lisäksi tehtaalla käytössä olevien luokittimien tehokkuustarkasteluita sähkönkulutuksen kannalta. Polttoaineen osalta diplomityö sisältää sementtiuunien energiataseiden mittaukset ja tulosten laskemisen sekä Excel-pohjaisen menetelmän kehittämisen energiataseiden laskemiseksi tulevaisuudessa. Paineilman ja veden osalta selvitetään niiden kulutusta tehtaalla ja lasketaan paineilmalle teoreettinen ominaissähkönkulutus. Luokittimien tehokkuustarkastelujen osalta havaittiin raakamyllyn luokittimen erottelu-terävyyden olevan huono verrattuna nykyaikaisiin korkeatehokkuusluokittimiin. Sementtimyllyjen luokittimien toiminnasta ei havaittu merkittäviä ongelmia. Energia-taseiden tuloksina havaittiin Lappeenrannan sementtitehtaan sementtiuunien edustavan vanhentunutta sementinvalmistustekniikkaa. Molempien uunien savukaasukanavien vuotoilmojen määrien havaittiin olevan suuret. Energiataloutta pystyttäisiin parantamaan mm. uusilla polttimilla, jolloin lämmittämättömän ensiöilman osuutta saataisiin pienentymään ja polttoaineen polttoa tehostumaan. Paineilman suhteen havaittiin kuumailman paineenalennuksen aiheuttavan turhia energiahäviöitä.

Päällystettyä hienopaperia valmistavan tuotantolinjan tuotannon tehokkuuden kehittäminen

Diplomityön tavoitteena on selvittää paperivioista aiheutuvien katkojen syyt paperikoneella ja pyrkiä löytämään ratkaisu ongelmiin erilaisia vianilmaisujärjestelmiä apuna käyttäen. Työssä analysoidaan laatuhylyn synty tuotantolinjan eri kohteissa. Lisäksi tilastoidaan häiriöseisokkisyyt ja sitä kautta pyritään painottamaan kunnossa-pidon tärkeyttä tuotantolinjan tehokkuudessa. Kirjallisuusosassa tutustutaan hyötysuhteen määritelmään ja käsitellään tuotantolinjan hyötysuhteeseen vaikuttavia tekijöitä. Kirjallisuusosassa selvitetään päällystetyn hienopaperin tuoteanalyysin avulla ominaisuudet, joilla on vaikutusta ajettavuuteen ja katkoherkkyyteen on-line päällystävällä hienopaperikoneella. Kokeellisessa osassa selvitetään tuotantoaikaa vähentävien tekijöiden syyt ja mahdolli-set aiheuttajat erilaisten vikaprofiilien avulla. Kokeellisessa osassa analysoidaan myös tuotantolinjan hylyn syntyyn vaikuttavat tekijät ja pyritään minimoimaan hylyn määrä. Pohjapaperin täplät aiheuttivat reikäkatkoja ja hylyn syntymistä kalanterin aukaisujen takia. Reunaviat ja kireysheitot aiheuttivat myös runsaasti katkoja. Lukuisat häiriöseisokit aiheuttivat aikahävikkiä. Häiriöseisokkeja aiheuttivat viat mekaanisissa laitteissa, narujen vaihdot ja rullausruuhkat. Telasuojelun aiheuttamat kalanterin aukaisut olivat työn alussa suurin paperin hylkäyssyy. Telasuojelun optimoinnin ja pohjapaperin täplien määrän vähenemisen myötä telasuojeluaukaisut vähenivät. Lajinvaihdot ja katkot olivat suurimmat hylyn aiheuttajat työn loppuaikana.

Loistehon tuottaminen painehiomon tahtimoottoreilla

Tämän työn tavoitteena on selvittää, millaisia häviöitä loistehon tuottaminen Stora Enson Anjalankosken tehtaiden hiomorakennuksessa sijaitsevilla kuudella 14 MW tahtimoottorilla aiheuttaa. Lähtötietoina käytettiin moottoreiden valmistajalta saatuja rkistotietoja ja niiden perusteella laadittiin äivitetty akselitehon ja loistehotuotannon ilaa kuvaava PQ-diagrammi digitaaliseen muotoon. Saatujen tulosten avulla on mahdollista suunnitella kustannustehokas tapa käyttää painehiomon tahtimoottoreita koko tehdasalueen loistehon säätöön.

Rationing problems with payoff thresholds

An extension of the standard rationing model is introduced. Agents are not only identi fied by their respective claims over some amount of a scarce resource, but also by some payoff thresholds. These thresholds introduce exogenous differences among agents (full or partial priority, past allocations, past debts, ...) that may influence the final distribution. Within this framework we provide generalizations of the constrained equal awards rule and the constrained equal losses rule. We show that these generalized rules are dual from each other. We characterize the generalization of the equal awards rule by using the properties of consistency, path-independence and compensated exemption. Finally, we use the duality between rules to characterize the generalization of the equal losses solution.

Seisokkien aiheuttamat kustannukset ja tulonmenetykset ongelma- ja yhdyskuntajätteen termisessä käsittelyssä

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää seisokkitunnista aiheutuvat kustannukset ja tulonmenetykset eri polttolinjoille ja niiden kombinaatioille Ekokem Oy Ab:n jätteenpolttolaitoksessa. Työ suoritettiin tarkastelemalla prosessitietokantaan tallentunutta tietoa sekä keräämällä tietoa haastatteluilla. Jätetulon menetyksen määrittelytavalla oli keskeinen vaikutus tulonmenetysten muodostumiseen. Muita kustannuksiin ja tulonmenetyksiin vaikuttavia tekijöitä olivat vuodenaika, seisokin pituus ja energiantoimituksen sopimukset. Kaikissa seisokeissa ei välttämättä aiheudu välitöntä jätetulon menetystä, mutta käsittelemättä jäävän jätteen voidaan silti nähdä aiheuttavan tilapäisvarastoinnin tarvetta, josta aiheutuu kustannuksia. Tämän vuoksi eri polttolinjojen jätetulon menetys laskettiin kahdella tavalla olettaen ensin kaiken polttamatta jäävän jätteen aiheuttavan jätetulon menetystä sekä siten, että jätetulon menetys ja mahdollisesta varastoinnista aiheutuvat kustannukset arvioitiin kokemusperäisesti. Jätetulon todellisten menetysten määräytyminen voi tapahtua kummalla tavalla hyvänsä riippuen seisokkihetkellä vallitsevista olosuhteista. Kustannukset ja tulonmenetykset laskettiin kolmelle eripituiselle ajanjaksolle ja jaettiin tuntihinnoiksi. Työssä käsitellyille eri seisokkitilanteille saatiin 131 eri tuntihintaa kun muuttujia vaihdeltiin. Suurimmat kustannukset ja tulonmenetykset muodostuivat jätevoimalan seisokista lämmityskaudella. Tämä johtui siitä, että jätevoimalassa poltettavaa yhdyskuntajätettä ei pystytä varastoimaan toisin kuin ongelmajätteitä. Jätevoimalan seisokkitunti voi lämmityskaudella maksaa enimmillään 2600 €/h, josta menetetyn jätetulon osuus on liki puolet. Lisäksi jätevoimalan höyryntuotanto on yli puolet kokonaistuotannosta.

Influência da temperatura de secagem sobre o rendimento e a composição química do óleo essencial de Tanaecium nocturnum (barb. Rodr.) bur. & K. Shum

The yields and chemical compositions of the essential oils obtained by steam distillation of the fresh and dried (30 and 40 ºC) leaves, stems and roots of Tanaecium nocturnum are reported. The identification and quantification of the volatile constituents were accomplished by GC/MS and GC/FID, respectively. The essential oils obtained from the various parts of the plant were constituted mainly of benzaldehyde. Large losses and variations in the quantities of the components during the drying process were observed. The presence of mandelonitrile in higher concentration in the stem and roots indicates that this species produces cyanogenic glycosides.

Rural Food System Change in Tanzania during the Post-Ujamaa Era. A Case Study from Western Bagamoyo District

Food systems in Sub-Saharan Africa have been rapidly transforming during the recent decades with diverse outcomes on human development and environment. This study explores the food system change in rural villages in eastern Tanzania where subsistence agriculture has traditionally been the main source of livelihood. The focus is on the salient changes in the spatial dimensions and structural composition of the food system in the context of economic liberalization that has taken place after the end of the socialist ujamaa era in the mid-1980s. In addition, the linkages of the changes are examined in relation to food security, socio-economic situation, livelihoods, and local environment. The approach of the study is geographical, but also involves various multi-disciplinary elements, particularly from development studies. The research methods included thematic and questionnaire interviews, participatory tools, and the analysis of land use/ cover data and official documents. Several earlier studies that were made in the area during the late 1970s and 1980s provided an important reference base. The study shows that subsistence farming has lost its dominant role in food provisioning due to the declining productivity of land, livestock losses, and the increasing shift of labour to non-farm sectors. Also rapid population growth has added to the pressure on land and other natural resources. Despite the increasing need for money for buying marketed foods and other necessities, the nutritional situation shows improvement and severe malnutrition has diminished. However, the long-term sustainability of this transformation raises concerns. Firstly, the food security situation continues to be fragile and prone to shocks such as adverse climatic conditions, crop failures and price hikes. Secondly, the commodification of the food system and livelihoods in general is linked to rapid environmental degradation in the area, particularly the loss of soil fertility and deforestation. The situation calls for efforts that take more determined and holistic approaches towards sustainable development of the rural food system with particular focus on the role and viability of small-scale farming.

Lämmityslinjan kokoonpanosolujen tehostaminen Lean-työkaluilla

Diplomityön tarkoitus on tehostaa lämmityslinjan kokoonpanosoluja käyttämällä erilaisia Lean – työkaluja. Pyrkimys on lisätä järjestystä 5S - työkalun avulla sekä selvittää lämmitinlinjan työntekijän ajankäyttö. Lämmitinlinjan suurimmat ongelmat selvitetään häviön mittauksen ja kartoituksen avulla. Työntekijöiden työmenetelmät tutkitaan käyttämällä MTM (Methods-Time Measurement)– menetelmää, jossa yksittäinen työsuoritus kuvataan videolle. Video pisteytetään ja työntekijän liikkeet analysoidaan. Videon pohjalta havaitaan kehityskohteet työpisteissä ja työmenetelmissä, ja ne organisoidaan sekä standardoidaan uudestaan. Materiaalivirtauksen ongelma ratkaistaan siirtämällä komponentit kokoonpanosoluun uuden materiaalipalvelijan toimesta. Menetelmäkehityksen ja paremman järjestyksen avulla kokoonpanosolun tuottavuutta parannetaan 30 prosenttia verrattuna alkuperäiseen tilanteeseen. Lämmitinlinjan häviön mittauksella saavutetaan ymmärrys osaston suurimmista pullonkauloista. Mittauksen avulla tiedetään yksittäisten ongelmien esiintymistiheydet ja koneiden kapasiteettihäviöt. Lämmitinlinjaston tehostaminen tulevaisuudessa vaatii häviöiden alkuperäisten ongelmien ratkaisua.

Liquid cooling solutions for rotating permanent magnet synchronous machines

In the design of electrical machines, efficiency improvements have become very important. However, there are at least two significant cases in which the compactness of electrical machines is critical and the tolerance of extremely high losses is valued: vehicle traction, where very high torque density is desired at least temporarily; and direct-drive wind turbine generators, whose mass should be acceptably low. As ever higher torque density and ever more compact electrical machines are developed for these purposes, thermal issues, i.e. avoidance of over-temperatures and damage in conditions of high heat losses, are becoming of utmost importance. The excessive temperatures of critical machine components, such as insulation and permanent magnets, easily cause failures of the whole electrical equipment. In electrical machines with excitation systems based on permanent magnets, special attention must be paid to the rotor temperature because of the temperature-sensitive properties of permanent magnets. The allowable temperature of NdFeB magnets is usually significantly less than 150 ˚C. The practical problem is that the part of the machine where the permanent magnets are located should stay cooler than the copper windings, which can easily tolerate temperatures of 155 ˚C or 180 ˚C. Therefore, new cooling solutions should be developed in order to cool permanent magnet electrical machines with high torque density and because of it with high concentrated losses in stators. In this doctoral dissertation, direct and indirect liquid cooling techniques for permanent magnet synchronous electrical machines (PMSM) with high torque density are presented and discussed. The aim of this research is to analyse thermal behaviours of the machines using the most applicable and accurate thermal analysis methods and to propose new, practical machine designs based on these analyses. The Computational Fluid Dynamics (CFD) thermal simulations of the heat transfer inside the machines and lumped parameter thermal network (LPTN) simulations both presented herein are used for the analyses. Detailed descriptions of the simulated thermal models are also presented. Most of the theoretical considerations and simulations have been verified via experimental measurements on a copper tooth-coil (motorette) and on various prototypes of electrical machines. The indirect liquid cooling systems of a 100 kW axial flux (AF) PMSM and a 110 kW radial flux (RF) PMSM are analysed here by means of simplified 3D CFD conjugate thermal models of the parts of both machines. In terms of results, a significant temperature drop of 40 ̊C in the stator winding and 28 ̊C in the rotor of the AF PMSM was achieved with the addition of highly thermally conductive materials into the machine: copper bars inserted in the teeth, and potting material around the end windings. In the RF PMSM, the potting material resulted in a temperature decrease of 6 ̊C in the stator winding, and in a decrease of 10 ̊C in the rotor embedded-permanentmagnets. Two types of unique direct liquid cooling systems for low power machines are analysed herein to demonstrate the effectiveness of the cooling systems in conditions of highly concentrated heat losses. LPTN analysis and CFD thermal analysis (the latter being particularly useful for unique design) were applied to simulate the temperature distribution within the machine models. Oil-immersion cooling provided good cooling capability for a 26.6 kW PMSM of a hybrid vehicle. A direct liquid cooling system for the copper winding with inner stainless steel tubes was designed for an 8 MW directdrive PM synchronous generator. The design principles of this cooling solution are described in detail in this thesis. The thermal analyses demonstrate that the stator winding and the rotor magnet temperatures are kept significantly below their critical temperatures with demineralized water flow. A comparison study of the coolant agents indicates that propylene glycol is more effective than ethylene glycol in arctic conditions.

Kiinteistön välillinen omistaminen konsernirakenteessa kiinteistöstä saatavan tulon tuloverotuksen näkökulmasta

Pro gradu –tutkielman ensisijaisena tavoitteena on selvittää miksi kiinteistön omista-minen on perusteltua järjestää konsernissa kiinteistöyhtiön välityksellä. Tutkielman aiheen käsittely on rajattu koskemaan vain kotimaista lainsäädäntöä. Tutkimuson-gelman perusteella tutkielmassa keskitytään tarkastelemaan emoyhtiön näkökulmas-ta siihen kohdistuvia tuloverovaikutuksia, kun se omistaa kiinteistöyhtiön. Tutkielmas-sa on tutkimusmetodina sovellettu lainoppia ja tutkimus kuuluu vero-oikeuden alaan. Koska vero-oikeutta tulkitaan lain sanamuodon mukaisesti, tutkimuksessa annetaan runsaasti painoarvoa voimassa olevalle lainsäädännölle. Kuitenkin tulkinnanvaraisis-sa kysymyksissä tutkielmassa on myös hyödynnetty korkeimman hallinto-oikeuden ratkaisukäytäntöä sekä vero-oikeudellista kirjallisuutta. Tutkielmassa selvitettyjen seikkojen perusteella voidaan todeta, että yksiselitteisen tulkintasuosituksen antaminen tutkimusongelman ratkaisemiseksi on haastavaa, kos-ka jokaisen yrityksen tarpeet kiinteistön omistamiseen vaihtelevat liiketoiminnan olo-suhteiden mukaisesti. Toisaalta konsernirakenteen synnyttämistä emoyhtiön ja kiin-teistöyhtiön välille voidaan perustella esimerkiksi osinkotulon verotehokkaalla kana-voimiselle kiinteistöyhtiön tasolta emoyhtiölle sekä konsernin efektiivisen veroasteen pienentämisellä konserniyhtiöiden välisen lainan avulla. Lisäksi kiinteistöyhtiön luovu-tustilanteessa verotuksen tulolähdejaon merkitys korostuu, kun ratkaistaan voidaanko myyntiin soveltaa elinkeinoverolain mukaista käyttöomaisuusosakkeiden luovutuksen verovapaussäännöksiä, ja toisaalta, miten mahdollisia kiinteistöyhtiön myynnistä johtuvia luovutustappioita käsitellään emoyhtiön tuloverotuksen näkökulmasta.

Vigilancia tecnológica de los tres principales productos agrícolas base de alimentación y cultivados en Brasil y Argentina

La seguridad agroalimentaria debe ser prioridad para los gobiernos de Brasil y Argentina, debido a que deben garantizar la producción y el abastecimiento de los alimentos básicos para las futuras generaciones, entendido como alimentos básicos aquellos que más se consumen, ya sea en su forma original o por medio de sus subproductos, estos productos son el trigo, el maíz y el arroz. El garantizar la producción y el abastecimiento de estos productos en el corto y largo plazo, implica entender cuáles de los procesos productivos aplicados en la realización de los productos base de alimentación no son compatibles con el medio ambiente, generando impactos negativos sobre este. Estos impactos ambientales generados a partir de la agricultura, son identificados como el uso excesivo de recursos naturales entre ellos el agua, así como su contaminación por agentes toxico como los agroquímicos y fertilizantes. Asimismo, el uso de estos agentes tóxicos, genera la infertilidad de los suelos afectando directamente la producción en el largo plazo. Entender los impactos ambientales, implica desarrollar estrategias transversales que le permitan a los garantizar un desarrollo sostenible a lo largo de todo el ciclo del producto; estas estrategias deben estar acompañadas por un rendimiento y eficiencia de los cultivos, de nada sirve implementar estrategias compatibles con el medio ambiente si no se cumple con el principal objetivo de la producción de estos producto, que es garantizar el abastecimiento y alimentación para las generaciones presentes y futuras.

Las Juntas Neogranadinas y el constitucionalismo criollo pregaditano (Debates)

Este artículo plantea cómo las juntas de gobierno establecidas en el Nuevo Reino de Granada (Colombia), desengañadas por la posición de las Cortes de Cádiz frente a la representación y las aspiraciones criollas, y al mismo tiempo recelosas de las pretensiones hegemónicas de la capital virreinal, optaron por desarrollar un temprano y disperso proceso constituyente que dio origen a varias constituciones que antecedieron en el tiempo, y en más de una ocasión superaron en su concepción de la ciudadanía, el Estado y la sociedad a la Constitución de Cádiz en marzo de 1812.

Optimal maintenance policies under different operational schedules

In the reliability literature, maintenance time is usually ignored during the optimization of maintenance policies. In some scenarios, costs due to system failures may vary with time, and the ignorance of maintenance time will lead to unrealistic results. This paper develops maintenance policies for such situations where the system under study operates iteratively at two successive states: up or down. The costs due to system failure at the up state consist of both business losses & maintenance costs, whereas those at the down state only include maintenance costs. We consider three models: Model A, B, and C: Model A makes only corrective maintenance (CM). Model B performs imperfect preventive maintenance (PM) sequentially, and CM. Model C executes PM periodically, and CM; this PM can restore the system as good as the state just after the latest CM. The CM in this paper is imperfect repair. Finally, the impact of these maintenance policies is illustrated through numerical examples.

Nitrogen processes in aquatic ecosystems

Executive summary Nature of the problem (science/management/policy) • Freshwater ecosystems play a key role in the European nitrogen (N) cycle, both as a reactive agent that transfers, stores and processes N loadings from the atmosphere and terrestrial ecosystems, and as a natural environment severely impacted by the increase of these loadings. Approaches • This chapter is a review of major processes and factors controlling N transport and transformations for running waters, standing waters, groundwaters and riparian wetlands. Key findings/state of knowledge • The major factor controlling N processes in freshwater ecosystems is the residence time of water, which varies widely both in space and in time, and which is sensitive to changes in climate, land use and management. • The effects of increased N loadings to European freshwaters include acidification in semi-natural environments, and eutrophication in more disturbed ecosystems, with associated loss of biodiversity in both cases. • An important part of the nitrogen transferred by surface waters is in the form of organic N, as dissolved organic N (DON) and particulate organic N (PON). This part is dominant in semi-natural catchments throughout Europe and remains a significant component of the total N load even in nitrate enriched rivers. • In eutrophicated standing freshwaters N can be a factor limiting or co-limiting biological production, and control of both N and phosphorus (P) loading is oft en needed in impacted areas, if ecological quality is to be restored. Major uncertainties/challenges • The importance of storage and denitrifi cation in aquifers is a major uncertainty in the global N cycle, and controls in part the response of catchments to land use or management changes. In some aquifers, the increase of N concentrations will continue for decades even if efficient mitigation measures are implemented now. • Nitrate retention by riparian wetlands has oft en been highlighted. However, their use for mitigation must be treated with caution, since their effectiveness is difficult to predict, and side effects include increased DON emissions to adjacent open waters, N2O emissions to the atmosphere, and loss of biodiversity. • In fact, the character and specific spatial origins of DON are not fully understood, and similarly the quantitative importance of indirect N2O emissions from freshwater ecosystems as a result of N leaching losses from agricultural soils is still poorly known at the regional scale. • These major uncertainties remain due to the lack of adequate monitoring (all forms of N at a relevant frequency), especially – but not only – in the southern and eastern EU countries. Recommendations (research/policy) • The great variability of transfer pathways, buffering capacity and sensitivity of the catchments and of the freshwater ecosystems calls for site specific mitigation measures rather than standard ones applied at regional to national scale. • The spatial and temporal variations of the N forms, the processes controlling the transport and transformation of N within freshwaters, require further investigation if the role of N in influencing freshwater ecosystem health is to be better understood, underpinning the implementation of the EU Water Framework Directive for European freshwaters.

Energy and protein interactions and their effect on nitrogen excretion in dairy cows

The principal driver of nitrogen (N) losses from the body including excretion and secretion in milk is N intake. However, other covariates may also play a role in modifying the partitioning of N. This study tests the hypothesis that N partitioning in dairy cows is affected by energy and protein interactions. A database containing 470 dairy cow observations was collated from calorimetry experiments. The data include N and energy parameters of the diet and N utilization by the animal. Univariate and multivariate meta-analyses that considered both within and between study effects were conducted to generate prediction equations based on N intake alone or with an energy component. The univariate models showed that there was a strong positive linear relationships between N intake and N excretion in faeces, urine and milk. The slopes were 0.28 faeces N, 0.38 urine N and 0.20 milk N. Multivariate model analysis did not improve the fit. Metabolizable energy intake had a significant positive effect on the amount of milk N in proportion to faeces and urine N, which is also supported by other studies. Another measure of energy considered as a covariate to N intake was diet quality or metabolizability (the concentration of metabolizable energy relative to gross energy of the diet). Diet quality also had a positive linear relationship with the proportion of milk N relative to N excreted in faeces and urine. Metabolizability had the largest effect on faeces N due to lower protein digestibility of low quality diets. Urine N was also affected by diet quality and the magnitude of the effect was higher than for milk N. This research shows that including a measure of diet quality as a covariate with N intake in a model of N execration can enhance our understanding of the effects of diet composition on N losses from dairy cows. The new prediction equations developed in this study could be used to monitor N losses from dairy systems.