Kylmätilojen kuljetinkäyttöjen energiatehokkuus

We study how conveyor drives in refrigerating rooms affect total energy costs. Studied conveyor drives are different types of gear motor drives. Energy efficiencies of the conveyor drives are determined by using direct torque measurement and energy costs of the conveyor drives are approximated from these results. From the measurement results and the approximated total costs it can be seen how the energy efficiency of a conveyor drive has a considerable influence on the total costs, especially, with large operating hours. An energy efficient conveyor drive can minimize the total energy costs by reducing the energy consumption of the conveyor motor while cooling costs in refrigerated rooms are also reduced.

Delivery, Outcome, and Costs of Orthodontic Care in Finnish Health Centres

The goal of the study was to analyse orthodontic care in Finnish health centres with special reference to the delivery, outcome and costs of treatment. Public orthodontic care was studied by two questionnaires sent to the chief dental officers of all health centres (n = 276) and to all specialist orthodontists in Finland (n = 146). The large regional variation was mentioned by the orthodontists as the most important factor requiring improvement. Orthodontic practices and outcome were studied in eight Finnish municipal health centres representing early and late timing of treatment. A random sample of 16- and 18-year-olds (n = 1109) living in these municipalities was examined for acceptability of occlusion with the Occlusal Morphology and Function Index (OMFI). In acceptability of occlusion, only minor differences were found between the two timing groups. The percentage of subjects with acceptable morphology was higher among untreated than among treated adolescents. The costs of orthodontic care were estimated among the adolescents with a treatment history. The mean appliance costs were higher in the late, and the mean visit costs higher in the early timing group. The cost-effectiveness of orthodontic services differed among the health centres, but was almost equal in the two timing groups. National guidelines and delegation of orthodontic tasks were suggested as the tools for reducing the variation among the health centres. In the eight health centres, considerable variation was found in acceptability of occlusion and in cost-effectiveness of services. The cost-effectiveness was not directly connected with the timing of treatment.

Pumppauksen energiansäästökartoitus teollisuuslaitoksessa

Tässä diplomityössä on suoritettu pumppauksen energiansäästökartoitus Nordkalkin Lappeenrannan teollisuuslaitoksessa. Tavoitteena on kuvata teollisuuslaitoksen nykyistä pumppauksen tarvetta sekä etsiä energiansäästökohteita. Työn valmistelussa on käytetty apuna energiankulutustiedoista koostettuja energiataseita sekä yrityksen valmistelemia pumppulistoja. Energiansäästökohteita haettaessa tässä tarkastelutyössä huomio on kohdistettu pumppujen säätötapoihin ja mahdollisuuksiin vähentää virtaamaa tai pumppujärjestelmän kokonaisnostokorkeutta. Pumppujärjestelmän toiminnan määrittämisessä on käytetty hyväksi tilavuusvirran ja sähkötehon mittauksia sekä teoreettista tarkastelua kokonaisnostokorkeuden ja pumpun toimintapisteen selvittämiseksi. Kaikkien tarkasteltavien pumppujen osalta on hyödynnetty laitevalmistajien tarjoamia tietoja. Pumppujen vuotuisen toiminnan arviointi on suoritettu tuotantotietojen sekä käyttöhenkilökunnan haastatteluilla kerätyn tiedon perusteella. Työn lopussa on esitetty tarkastelukohteiksi valittujen pumppujärjestelmien energiatehokkuuden parantamiseksi suositeltavia toimenpiteitä. Suositeltavien toimenpiteiden sisältäessä investointeja on niille laskettu nykyarvot sekä takaisinmaksuajat. Energiansäästökohteiksi valittujen pumppujärjestelmien yhteenlaskettu vuosittainen energiansäästö on 352 MWh/a (24640 €/a) investointikustannusten (hankintakustannukset) ollessa 12000 €.

Tuotannon- ja varastonohjausmallien kehittäminen sekä ylläpito kokoonpanotuotannossa

Asiakkaiden vaatimusten täyttäminen käytössä olevilla resursseilla edellyttää yrityksiltä usein varastojen pitämistä. Varastot aiheuttavat kuluja ja niihin sitoutuu pääomaa, joten niiden hallinta on yritysten mielenkiinnon kohde. Diplomityön tavoitteena on tutkia Peikko Finland Oy:n Teräsosatehtaan varastonohjausmallin toimivuutta sekä luoda ylläpitokelpoinen tapa tuotannonohjausmuodon ja varastoparametrien päivittämiseen. Yritysten käytössä olevien resurssien ollessa rajallisia tulee tärkeiden tuotteiden hallintaan keskittyä. Vähäpätöisempiä nimikkeitäkin on ohjattava, mutta yksinkertaisempien mallien avulla kuin tärkeitä tuotteita. Tuotannon- ja varastonohjauksen tavoitteena on löytää tasapaino pääoman sitoutumisen, asiakkaiden palvelun sekä kapasiteetin käytön väliltä. Niihin vaikuttavat tekijät tulee huomioida mahdollisimman kattavasti tuotannonohjausta ja varastonhallintaa suunniteltaessa, jolloin päästään koko yritystä hyödyttävään lopputulokseen. Yrityksen toimintaympäristö kehittyy jatkuvasti, joten kerran määritetyt tekijä eivät ole relevantteja loputtomiin vaan jatkuvan kehittämisen ja tietojen päivittämisen tulee olla osa yrityksen jokapäiväistä toimintaa. Työssä kehitettiin helposti päivitettävä malli, jonka avulla kohdeyritys pystyy päivittämään nimikkeiden tuotannonohjausmuodot ja varastonohjauksen parametrit.

Sterilointimenetelmät bioprosessiteollisuudessa

Erilaiset sterilointitarpeet ovat olennainen osa biotekniikkaa. Steriloinnit ovat huomattava kuluerä energia-, materiaali- ja laitekäyttöjen takia ja puutteellinen sterilointi voi aiheuttaa huomattavia ylimääräisiä kustannuksia. Eniten teollisesti käytettäviä sterilointimenetelmiä ovat steriilisuodatus, lämpösterilointi, kemiallinen sterilointi ja säteilysterilointi. Näistä lämpösterilointi on selvästi käytetyin menetelmä. Kirjallisuusosassa käsitellään lämpösteriloinnin kinetiikka ja sterilointityön laskentaan käytetyt menetelmät. Lämpösteriloinnin kinetiikka on mikrobista ja sen olomuodosta riippuvainen ja noudattaa Arrheniuksen lakia. Kirjallisuusosassa käsitellään myös lämpösterilointiin käytettyjä laitteistoja. Soveltavassa osassa käsitellään panos- ja jatkuvatoimia lämpösterilointeja. Työssä käydään läpi glukoosisiirapin sterilointi vastaavan kapasiteetin panos- ja jatkuvatoimisella sterilointilaitteistolla ja vertaillaan tarvittavia energia- ja hyödykemääriä. Soveltavan osan tietojen perusteella tehdään vertailu eri lämpösterilointimenetelmien kustannuksista sekä muista hyvistä ja huonoista puolista.

The Process of Greening Cycle as Method of Operative Environmental

The structural change of society from product-based business to service- and further to need-based business has caused the fact that work for environmental issues has spread from conventional factories and environmentally harmful production to concern services and offices as well. Almost every company has an office, so a relatively small environmental burden caused by an individual office grows remarkable already at the state level and globally even more. Motivation to work for environmental issues in an individual office could be challenging even without the fact that wasted environmental impacts bound also wasted costs. Besides cost savings, a concretely greener image of a company has its value in the B2Cas well as in the B2B-field. Consumers and clients are more and more conscious of environmental issues and demand concrete actions instead of speeches, good thoughts and meaningless certifications. Internal work for environmental issues at a strategy level is not sufficient, so operational environmental management is needed for changing old practices. This research is about the effects of operative environmental management on the greening process of an office-based business. The research is outlined to concern the operative work in the office including field sales. Target was to concretely lower the environmental impacts of Lyreco Finland and to find cost savings directly by changing the operative practices in the office and also indirectly by affecting the level of environmental knowledge of the personnel. During the greening process, the aim was also to create concrete arguments for marketing as well. The circle of greening process, which was especially created for this diploma work, was used as a method. The circle divides a year to themes and sections separated by factors of environmental impacts. Separation is based on Brett Wills’ thoughts of seven green wastes (Wills, Brett. The Green Intensions. 2009) and follows it uneasily. The circle aimed at ensuring evolutionary growth of knowledge instead of being revolutionary in the changing process. Committing personnel to the process from its start by asking ideas from them and giving them clear directions was an important part of the research of operative management. Because of working from distance, communication with personnel was operated by frequent training days and weekly greening notes via emails and intranet. Also availability for communication was an important task because of the telecommuting. Research results of this work show that operative environmental management in an officebased business today is mostly management of change. When the strategic environmental friendliness is taken into a concrete level, the most important individual factor is motivating the operating personnel. Research shows that evolutionary change is found being an efficient way to make a change. Also understanding one´s own impact on the environmental burden and on the whole greening process clearly motivates the personnel. Results show that in the operative realization of the greening process, clear directions of new working practices, being as concrete as possible, and committing personnel to follow them make the process more effective. The operative environmental management and the cycle of the greening process decrease the environmental burden and save costs. The concrete results could be used as believable arguments in marketing and therefore exploited in communication with interest groups. Commitment of the management is also one of the key factors of success in the greening process. In this research, changes in the business field by a company trade took the focus of the management away from the greening process and made the process more inefficient by decreasing the amount of training days. The circle of greening process will be used as a tool in the future, as well, and therefore it will help observe environmental impacts of a company and increase sustainable development. Commitment of management to the evolutionary environmental work helps the operating personnel lower environmental impacts, decrease costs and build a concretely greener image.

Monitoring of centrifugal pump operation by a frequency converter

Centrifugal pumps are widely used in industrial and municipal applications, and they are an important end-use application of electric energy. However, in many cases centrifugal pumps operate with a significantly lower energy efficiency than they actually could, which typically has an increasing effect on the pump energy consumption and the resulting energy costs. Typical reasons for this are the incorrect dimensioning of the pumping system components and inefficiency of the applied pump control method. Besides the increase in energy costs, an inefficient operation may increase the risk of a pump failure and thereby the maintenance costs. In the worst case, a pump failure may lead to a process shutdown accruing additional costs. Nowadays, centrifugal pumps are often controlled by adjusting their rotational speed, which affects the resulting flow rate and output pressure of the pumped fluid. Typically, the speed control is realised with a frequency converter that allows the control of the rotational speed of an induction motor. Since a frequency converter can estimate the motor rotational speed and shaft torque without external measurement sensors on the motor shaft, it also allows the development and use of sensorless methods for the estimation of the pump operation. Still today, the monitoring of pump operation is based on additional measurements and visual check-ups, which may not be applicable to determine the energy efficiency of the pump operation. This doctoral thesis concentrates on the methods that allow the use of a frequency converter as a monitoring and analysis device for a centrifugal pump. Firstly, the determination of energy-efficiency- and reliability-based limits for the recommendable operating region of a variable-speed-driven centrifugal pump is discussed with a case study for the laboratory pumping system. Then, three model-based estimation methods for the pump operating location are studied, and their accuracy is determined by laboratory tests. In addition, a novel method to detect the occurrence of cavitation or flow recirculation in a centrifugal pump by a frequency converter is introduced. Its sensitivity compared with known cavitation detection methods is evaluated, and its applicability is verified by laboratory measurements for three different pumps and by using two different frequency converters. The main focus of this thesis is on the radial flow end-suction centrifugal pumps, but the studied methods can also be feasible with mixed and axial flow centrifugal pumps, if allowed by their characteristics.

Costs and Benefits of a Shared Digital Long-Term Preservation System

Paper presented at the 40th Annual Conference of LIBER (Ligue des Bibliothèques Européennes de Recherche - Association of European Research Libraries) on July 1st, 2011; with the slides used at the presentation.

Hakun kulutusosien materiaalivaihtoehdot sellutehtaan puunkäsittelylaitoksen erilaisiin prosessiolosuhteisiin

Selluteollisuuden puunkäsittelylaitoksilla laitteiden kuluminen on prosessin luonteesta johtuen suurta ja kulumisen aiheuttamat kunnossapitokustannukset laitteiden elinkaaren aikana ovat huomattavia. Näissä olosuhteissa toimivan hakun osien kulumista on tutkittu ja tutkimusten pohjalta on kehitetty kulutusta kestäviä materiaalivaihtoehtoja. Vaihtoehtojen vertailut prosesseittain kuitenkin puuttuvat. Terävasteen osalta tutkimus- ja kehitystyötä on tehty vähän. Tässä diplomityössä selvitetään ja vertaillaan hakun kulutusosien kulumismekanismeja, osien materiaalivaihtoehtoja, valmistus- ja kunnostusmenetelmiä ja -kustannuksia laitteen elinkaaren aikana kolmessa erilaisessa puunkäsittelyprosessissa. Työssä annetaan suosituksia kuhunkin prosessiin ja kunnossapitostrategiaan parhaiten soveltuvista ratkaisuista. Työn Case-osuudessa tutkitaan uusia kulutusta kestäviä materiaalivaihtoehtoja terävasteelle. Case-tutkimuksen tuloksena löydettiin terävasteelle kolme uutta materiaalivaihtoehtoa sekä muita vaihtoehtoja, joiden käyttökelpoisuutta kannattaa tutkia lisää. Samalla saatiin terävasteelle parempaan laatuun pystyvä ja kilpailukykyisempi toimittaja. Tutkimuksen perusteella saatiin uusia suosituksia myös muiden kulutusosien materiaali- ja/tai pinnoitusvaihtoehdoiksi. Tuloksista voidaan mainita lisäksi, että kulutusosille löydettiin suositeltavimmat elinkaarikustannuksiltaan edullisimmat vaihtoehdot. Kulutusosien kunnostamiseen liittyen havaittiin, että kunnostaminen on kannattavaa yhtä poikkeusta lukuun ottamatta. Kunnostusprosessista löydettiin kehitettävää. Työn tuloksena saatiin myös useita uusia kehittämisideoita ja runsaasti suosituksia jatkotoimenpiteistä. Hakun kulutusosien nykytilasta saatiin hyvä käsitys ja kattava tietopaketti.

Costs and Benefits of a Shared Digital Long-Term Preservation System

This paper describes the cost-benefit analysis of digital long-term preservation (LTP) that was carried out in the context of the Finnish National Digital Library Project (NDL) in 2010. The analysis was based on the assumption that as many as 200 archives, libraries, and museums will share an LTP system. The term ‘system’ shall be understood as encompassing not only information technology, but also human resources, organizational structures, policies and funding mechanisms. The cost analysis shows that an LTP system will incur, over the first 12 years, cumulative costs of €42 million, i.e. an average of €3.5 million per annum. Human resources and investments in information technology are the major cost factors. After the initial stages, the analysis predicts annual costs of circa €4 million. The analysis compared scenarios with and without a shared LTP system. The results indicate that a shared system will have remarkable benefits. At the development and implementation stages, a shared system shows an advantage of €30 million against the alternative scenario consisting of five independent LTP solutions. During the later stages, the advantage is estimated at €10 million per annum. The cumulative cost benefit over the first 12 years would amount to circa €100 million.

Longitudinal distribution of bean seeds in horizontal plate meter operating with one or two seed outlets

This study aimed to evaluate the effect of horizontal plate meter with oblong holes operating with one or two seed outlets at different speeds over the accuracy of longitudinal distribution of common bean seeds (Phaseolus vulgaris L.). The experiment was performed in laboratory using the meter with one and two seed outlet points in relation to ten tangential disk plate speeds (0.03 to 0.30 m s-1). It was used a complete randomized design with four replications, summing up 80 experimental treatments. Tangential speed quantitative factor was estimated through a 2nd order polynomial regression. There was no significant difference in the behavior of the seed meter operating with one or two outlets in the metering of bean seeds in all tested speeds, with percentage of single seeds spacing over 60% in tangential speeds below of 0.24 m s-1.

Wear of rotary plows operating in a tropical clay loam soil

The wear resistance of rotary plows operating in a clay loam soil was studied. The degree of damage caused to the soil and the amount of mass lost by the tools were determined in order to establish correlations between the physical properties of the soil and the wear mechanisms acting on the tribosystem. Field tests were carried out in 12 plots and a randomized experimental design with 4 levels, 3 replicas per level and 2 passes per plot was applied. The levels relate to the tillage implements employed: rotary tiller, rotary power harrow, small motorized rotary tiller and control (unaltered soil). The highest mass losses were measured in rotary tiller and rotary power harrow's tools, while the small motorized rotary tiller's tools showed generally lower levels of damage. It was determined that the effective contact time between tool and soil, the rotating speed and the sudden impact forces are the most significant factors affecting the wear resistance in field operations. Thirty days after tillage operation the soil samples were taken from each plot at a mean depth of 100 mm in order to determine bulk density, gravimetric moisture content and percentage of aggregates smaller than 5 mm. No significant differences among the values of these properties were found in the experiments. The wear mechanisms acting on the tools' surface are complex and include 2-body and 3-body abrasion as well as the presence of sudden impact forces.

Voimalaitoksen käytönaikaisen optimoinnin määrittely

Tässä diplomityössä määritellään biopolttoainetta käyttävän voimalaitoksen käytönaikainen tuotannon optimointimenetelmä. Määrittelytyö liittyy MW Powerin MultiPower CHP –voimalaitoskonseptin jatkokehitysprojektiin. Erilaisten olemassa olevien optimointitapojen joukosta valitaan tarkoitukseen sopiva, laitosmalliin ja kustannusfunktioon perustuva menetelmä, jonka tulokset viedään automaatiojärjestelmään PID-säätimien asetusarvojen muodossa. Prosessin mittaustulosten avulla lasketaan laitoksen energia- ja massataseet, joiden tuloksia käytetään seuraavan optimointihetken lähtötietoina. Optimoinnin kohdefunktio on kustannusfunktio, jonka termit ovat voimalaitoksen käytöstä aiheutuvia tuottoja ja kustannuksia. Prosessia optimoidaan säätimille annetut raja-arvot huomioiden niin, että kokonaiskate maksimoituu. Kun laitokselle kertyy käyttöikää ja historiadataa, voidaan prosessin optimointia nopeuttaa hakemalla tilastollisesti historiadatasta nykytilanteen olosuhteita vastaava hetki. Kyseisen historian hetken katetta verrataan kustannusfunktion optimoinnista saatuun katteeseen. Paremman katteen antavan menetelmän laskemat asetusarvot otetaan käyttöön prosessin ohjausta varten. Mikäli kustannusfunktion laskenta eikä historiadatan perusteella tehty haku anna paranevaa katetta, niiden laskemia asetusarvoja ei oteta käyttöön. Sen sijaan optimia aletaan hakea deterministisellä optimointialgoritmilla, joka hakee nykyhetken ympäristöstä paremman katteen antavia säätimien asetusarvoja. Säätöjärjestelmä on mahdollista toteuttaa myös tulevaisuutta ennustavana. Työn käytännön osuudessa voimalaitosmalli luodaan kahden eri mallinnusohjelman avulla, joista toisella kuvataan kattilan ja toisella voimalaitosprosessin toimintaa. Mallinnuksen tuloksena saatuja prosessiarvoja hyödynnetään lähtötietoina käyttökatteen laskennassa. Kate lasketaan kustannusfunktion perusteella. Tuotoista suurimmat liittyvät sähkön ja lämmön myyntiin sekä tuotantotukeen, ja suurimmat kustannukset liittyvät investoinnin takaisinmaksuun ja polttoaineen ostoon. Kustannusfunktiolle tehdään herkkyystarkastelu, jossa seurataan katteen muutosta prosessin teknisiä arvoja muutettaessa. Tuloksia vertaillaan referenssivoimalaitoksella suoritettujen verifiointimittausten tuloksiin, ja havaitaan, että tulokset eivät ole täysin yhteneviä. Erot johtuvat sekä mallinnuksen puutteista että mittausten lyhyehköistä tarkasteluajoista. Automatisoidun optimointijärjestelmän käytännön toteutusta alustetaan määrittelemällä käyttöön otettava optimointitapa, siihen liittyvät säätöpiirit ja tarvittavat lähtötiedot. Projektia tullaan jatkamaan järjestelmän ohjelmoinnilla, testauksella ja virityksellä todellisessa voimalaitosympäristössä ja myöhemmin ennustavan säädön toteuttamisella.

Effects of a Financial Transaction Tax - Do Transaction Costs Lower Volatility?: A Literature Review

In this literature review the theorethical framework of Financial transaction taxes and their assumed effect on market volatility is assessed. The empirical evidence from various studies is compared against the theory and a simple empirical review of the Finnish stock market is conducted. The findings implicate that financial transaction taxes can not reduce volatility and their actual effect on markets is dependend by many other factors as well. Some evidence even suggests that transactions taxes may actually raise volatility.