Biolietteen kuiva-ainepitoisuuden parantaminen elektro-kuivauksen avulla

Tässä työssä tutkittiin sähkön käyttömahdollisuuksia metsäteollisuuden jäteveden-puhdistamolla syntyvän biolietteen kuivauksessa. Lisäksi selvityksen kohteena olivat lietteen sähkökuivaukseen vaikuttavat tekijät. Työn kirjallisessa osassa perehdyttiin lietteiden syntyyn jätevedenpuhdistamolla sekä lietteiden ominaisuuksiin. Työssä tutustuttiin myös lietteiden käsittelyyn ja siinä käytettäviin tekniikoihin. Ennen työn kokeellista osaa esiteltiin sähkökuivauksen periaate sekä sähkökuivaukselle aiemmin tehtyjä tutkimuksia ja niistä saatuja kokemuksia. Myös tuotteistetut elektrokuivauksen sovellukset olivat osa työtä. Kokeellisessa osassa keskityttiin varsinaisiin sähkökuivauskokeisiin. Tutkimukset suoritettiin suodatuskokein, jotka toteutettiin imuun perustuvalla Büchner-suodattimella sekä painesuodattimella. Kokeissa tutkittiin tasavirran, virran pulssituksen ja vaihtovirran vaikutusta metsäteollisuuden primääri- ja biolietteeseen. Tasavirtatutkimuksissa sähkövirtaa johdettiin lietteeseen suodatuksen aikana, kun taas vaihtovirtaa testattaessa liete käsiteltiin ensin sähköllä ja suodatettiin erikseen. Suodatuskokeiden lisäksi tutkimuksissa tarkkailtiin lietteiden kuiva-ainepitoisuuksia, redox-potentiaalia, lämpötilaa, pH:ta ja sähkönjohtokykyä. Lietteitä tutkittiin myös tuhkapitoisuuden suhteen sekä suoritettiin solututkimuksia fluoresenssilukijan avulla. Työn laboratoriotutkimukset osoittivat sähkön vaikuttavan selkeästi biolietteen ve-denerotuskykyyn: sähkö nopeutti lietteen suodatusta parhaimmillaan yli 70 %. Säh-kökuivauksella lietteen kuiva-ainepitoisuudet pysyivät samoina, mutta suodatus nopeutui ja suodatusajat jopa puolittuivat. Myös lietteen sähkönjohtokyky kasvoi sähkökäsittelyn aikana, mikä viittasi veden vapautumiseen solujen sisältä. Lietteen kunto ja ominaisuudet, polymeeri, sekoitus sekä sähkökäsittelyn parametrit olivat tärkeässä asemassa sähkökuivauksen onnistumisen kannalta.

Hitsauksen tuottavuuden parantaminen kaasuvalinnoilla

1 JOHDANTO 1.1 Työn tausta Hitsauksen kokonaiskustannukset koostuvat monesta eri tekijästä, joista yksi on suojakaasu. Vaikka suojakaasujen kustannuserä on pieni verrattuna muihin kuluihin, on oikealla kaasuvalinnalla kuitenkin suuri merkitys hitsauksen tehokkuuteen ja tuottavuuteen sekä työympäristön viihtyvyyteen ja terveellisyyteen. Hitsausprosessilla on valmistustekniikassa suuri rooli, joten sen tehokkuutta ja taloudellisuutta on syytä tutkia myös suojakaasujen näkökulmasta. 1.2 Työn tavoite ja rajaus Työn tavoitteena on tarkastella hitsauskaasujen valinnan vaikutusta hitsauksen tuottavuuteen hitsausnopeuden, tunkeuman ja hitsin laadun näkökulmista. Tarkasteltavia hitsausmenetelmiä ovat MIG/MAG-, TIG-, plasma-, laser- sekä laser-MIG/MAG -hybridihitsaus. Hitsattavia materiaaleja ovat niukkaseosteiset teräkset, runsasseosteiset teräkset sekä alumiini. Työssä tarkastellaan myös hitsauskaasuihin liittyviä työturvallisuusnäkökohtia, joita on hitsaustöissä otettava huomioon. Selkeyden vuoksi tarkastelun kohteena ovat lähes yksinomaan AGAn valmistamat suojakaasut. Työ rajataan koskemaan ainoastaan hitsausprosesseja, vaikka osalla menetelmistä voidaankin suorittaa myös termistä leikkaamista. Hitsauskaasujen tarkastelu rajoittuu ainoastaan tavallisiin teollisuuskaasuihin.

Panssaroidun pyöräajoneuvon tilannetietoisuuden parantaminen sensoreilla

Sodan kuvan muutos on luonut haasteen vastata informaatioajan taistelukentän vaatimuksiin. Ratkaisuna tähän nähdään verkostokeskeinen sodankäynti, jonka tärkeimpiä käsitteitä on tilannetietoisuus. Tilannetietoisuus perustuu oikeaan tilannekuvaan, jonka muodostuminen panssaroiduissa pyöräajoneuvoissa on haastavaa, koska se perustuu pääsääntöisesti ajoneuvon johtajan tekemiin havaintoihin. Erilaisilla sensoreilla on mahdollista parantaa panssaroidun pyöräajoneuvon tilannekuvaa, ja täten luoda edellytykset tilannetietoisuuden muodostumiselle. Tutkimuksen pääkysymyksenä on, kuinka panssaroidun pyöräajoneuvon tilannetietoisuutta saadaan parannettua sensoreilla. Tämän lisäksi tutkimuksessa vastataan alakysymyksiin, mitä ovat optroniset sensorit, ja miten tilannetietoisuutta saadaan välitettyä ajoneuvosta ja ajoneuvoon. Tutkimuksessa käsitellään optronisia sensoreita ja tiedonsiirtoa VHF-radioverkossa sekä USB-laitteella. Tutkimusmenetelmänä on kirjallisuustutkimus, jonka lähtökohtana on hyödynnetty alan painettuja perusteoksia. Näitä on täydennetty muun muassa verkkojulkaisuilla. Panssaroidun pyöräajoneuvon tilannetietoisuuden parantamiseksi voidaan käyttää videokameraa, valonvahvistinta ja lämpökameraa. Näistä optronisista sensoreista lämpökamera tarjoaa suurimman yksittäisen hyödyn verrattuna videokameraan ja valonvahvistimeen. Lämpökameran toiminta on riippumaton valaistusolosuhteista toisin kuin videokamera ja valonvahvistin. Lämpökameroiden erojen takia on selvitettävä, minkälainen laite soveltuu parhaiten Suomen olosuhteisiin. Parhaiten tilannetietoisuutta saadaan parannettua sensorilla, joka yhdistää edellä mainittujen sensorien kuvat. Nykyiset tiedonsiirtotekniikat luovat haasteita sensorien luoman tilannekuvan siirtämiselle. Esimerkiksi videokuvan siirtäminen VHF-radioverkkoa käyttäen ei ole mahdollista nykyisin käytössä olevalla tekniikalla. Erilaisten radiotekniikoiden kehittymisen myötä VHFradioverkkojen tiedonsiirtokapasiteetti kasvaa, mutta videokuvan siirtäminen kyseistä kanavaa pitkin ei liene mahdollista. USB-muistin käyttäminen tiedonsiirtämiseen taistelukentällä mahdollistaa suuren tietomäärän siirtämisen kerralla, mutta edellyttää taistelulähetin käyttöä, mikä lisää viivettä tiedon välittämiseen.

Maantien 1456 parantaminen rakentamalla kevyen liikenteen väylä välille Vähänummi–Kellokoski : Toimenpideselvitys, Tuusula ja Järvenpää

Maantie 1456 (Pohjoisväylä) toimii Hirvihaaran, Kellokosken ja Järvenpään keskustan välisenä yhteytenä. Selvitysalueella ei ole kevyen liikenteen väyliä. Selvitysalueen pohjoisosassa, Rajalinnantien ja Vanhan valtatien liittymän pohjoispuolella alkaa nykyinen kevyen liikenteen väylä. Myös suunnittelualueen eteläpuolella kulkee nykyinen kevyen liikenteen väylä. Toimenpideselvityksessä esitetyt ratkaisut ovat yleispiirteisiä ja kuvaavat maastokäytävää, johon toimenpiteet voidaan toteuttaa. Pohjoisväylän yhteyteen maantien länsipuolelle ehdotetaan rakennettavaksi kevyen liikenteen väylä Nummensyrjän risteyssillan eteläpuolelta pohjoiseen Vanhan valtatien ja Rajalinnantien liittymään asti. Kevyen liikenteen väylän pituudeksi tulee noin 2,0 kilometriä. Suunnitelman mukaisiksi rakentamiskustannuksiksi on arvioitu noin 1,05 M€. Kevyen liikenteen väylän rakentaminen parantaa etenkin kevyen liikenteen olosuhteita ja liikenneturvallisuutta, sekä korjaa yhteyspuutteen Kellokosken ja Vähänummen välillä. Myös ajoneuvoliikenne hyötyy hankkeesta. Kevyen liikenteen väylän rakentamisella luodaan mahdollisuudet kevyen liikenteen tehokkaaseen ja tarkoituksenmukaiseen liikkumiseen. Hankkeen ympäristövaikutukset ovat seudullisesti pienet ja kevyen liikenteen väylän rakentaminen tukee suunniteltua maankäytön kehittymistä. Hankkeen yhteydessä ei tarvittane kaavamuutoksia, tämä tarkentuu tiesuunnitelman yhteydessä. Selvityksessä on annettu ohjeita jatkosuunnittelulle sekä esitetty hankkeen vaikutukset, jotka tukevat tehtävää päätöksentekoa. Selvityksen ja siitä saatujen lausuntojen perusteella Uudenmaan ELY-keskus tekee hankkeesta jatkosuunnittelupäätöksen. Maantien 1456 parantaminen rakentamalla kevyen liikenteen väylä välille Vähänummi–Kellokoski ei sisälly Uudenmaan ELY-keskuksen toiminta- ja taloussuunnitelmaan 2011–2014. Hankkeen toteuttamisajankohtaa voidaan arvioida vasta siinä vaiheessa, kun hanke päätetään toteuttaa ja se viedään toiminta- ja taloussuunnitelmaan. Ennen toteutusta hankkeesta laaditaan tiesuunnitelma ja asiakirjat rakentamista varten.

Maantien 1131 parantaminen rakentamalla kevyen liikenteen väylä välille Haapajärvi–Veikkola : Toimenpideselvitys, Kirkkonummi

Maantie 1131 (Lapinkyläntie) toimii Veikkolan, Haapajärven ja Lapinkylän välisenä yhteytenä. Selvitysalueella ei ole kevyen liikenteen väyliä. Lehtikuusentien liittymästä pohjoiseen Turuntielle (mt 110) kulkee nykyinen kevyen liikenteen väylä. Kevyen liikenteen olosuhteet ovat tiejaksolla puutteelliset. Pientareet ovat paikoin hyvin kapeat ja tien hankala pysty- ja vaakageometria heikentää ajoneuvoliikenteen sujuvuutta ja liikenneturvallisuutta. Toimenpideselvityksessä esitetyt ratkaisut ovat yleispiirteisiä ja kuvaavat maastokäytävää, johon toimenpiteet voidaan toteuttaa. Lapinkyläntien yhteyteen ehdotetaan rakennettavaksi kevyen liikenteen väylä Tampajantien liittymästä Lehtikuusentien liittymään, josta jatkuu nykyinen Veikkolaan johtava kevyen liikenteen väylä. Kevyen liikenteen väylän pituudeksi tulee noin 2,5 kilometriä. Kevyen liikenteen väylä ehdotetaan toteutettavaksi koko matkalta tien länsipuolelle. Suunnitelman mukaisiksi rakentamiskustannuksiksi on arvioitu noin 1,10 M€, mikä sisältää myös hankkeen arvioidut lunastuskustannukset. Kevyen liikenteen väylän rakentaminen parantaa etenkin kevyen liikenteen olosuhteita ja liikenneturvallisuutta. Myös ajoneuvoliikenne hyötyy hankkeesta. Kevyen liikenteen väylän rakentamisella luodaan mahdollisuudet kevyen liikenteen tehokkaaseen ja tarkoituksenmukaiseen liikkumiseen. Hankkeen ympäristövaikutukset ovat seudullisesti pienet ja kevyen liikenteen väylän rakentaminen tukee suunniteltua maankäytön kehittymistä. Selvityksessä on annettu ohjeita jatkosuunnittelulle sekä esitetty hankkeen vaikutukset, jotka tukevat tehtävää päätöksentekoa. Selvityksen ja siitä saatujen lausuntojen perusteella Uudenmaan ELY-keskus tekee hankkeesta jatkosuunnittelupäätöksen. Maantien 1131 parantaminen rakentamalla kevyen liikenteen väylä välille Haapajärvi–Veikkola ei sisälly Uudenmaan ELY-keskuksen toiminta- ja taloussuunnitelmaan 2011–2014. Hankkeen toteuttamisajankohtaa voidaan arvioida vasta siinä vaiheessa, kun hanke päätetään toteuttaa ja se viedään toiminta- ja taloussuunnitelmaan. Ennen toteutusta hankkeesta laaditaan tiesuunnitelma ja asiakirjat rakentamista varten.

Työkoneiden dieselmoottoreiden hyötysuhteen parantaminen lämmöntalteenoton avulla

Tämä diplomityö on osa Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa tehtävää tutkimusta polttomoottoreiden energiatehokkuuden parantamisessa. Työn tavoitteena on saada tutkimustietoa polttomoottoreiden hukkalämpövirtojen hyödyntämisestä sähköntuotannossa. Tavoitteena on muodostaa näkemys Mikro-ORC energiamuuntimen mahdollisuuksista ja reunaehdoista osana työkoneluokan (150 kW… 400 kW) dieselmoottorikokonaisuutta, erityisesti maataloussektorilla. Työssä tarkasteltaviksi moottoreiksi valittiin kaksi eri AGCO Sisu Powerin dieselmoottoria. Laskennat suoritettiin moottorin valmistajan antamien hukkalämpövirtojen arvojen perusteella. Laskennan perusperiaatteena oli tutkia ORC-prosessin tuottamaa lisäsähkötehoa hyödyntämällä pakokaasujen lämpöenergiaa korkea-, keski- ja matalalämpötiloissa. Työssä vertailtiin kahden eri kiertoaineen prosessihyötysuhdetta, saatava sähkötehoa sekä prosessin sisäisiä parametreja. Lisäksi työssä tutkittiin ORC-prosessin laskentaa suunnittelupisteessä (design) ja suunnittelupisteen ulkopuolella (off-design), prosessisuureiden optimointia ja lämmönsiirtimien mitoitusta. Diplomityössä tarkasteltiin moottorin energiataseen mukaisten arvojen lisäksi moottorin parametrien muuttamisen vaikutusta hukkalämpövirroista saatavan tehoon. Työssä saatiin arvokasta tietoa polttomoottoreiden hukkalämpövirtojen muuntamisesta sähköksi ORC:lla sekä moottorin energiatehokkuuden parantamisesta.

Säilöntämenetelmien parantaminen höyryvoimaprosessissa

Lahti Energia Oy:n kivihiiltä polttavan Kymijärvi I voimalaitoksen vuotuiset käyttötunnit ovat vähentyneet. Syy vähennykseen on ollut uuden kaasutusvoimalaitoksen käyttöönotto vuonna 2012, jolloin vanhan voimalaitoksen käytölle ei ole ollut tarvetta kesäkuukausina. Seisonta-aikana voimalaitoksen höyryvoimaprosessi tulee säilöä. Säilönnällä tarkoitetaan toimenpiteitä, joilla estetään korroosio-olosuhteiden syntyminen voimalaitoksen laitteisiin. Säilöntätavasta riippuen estetään joko hapen tai kosteuden esiintyminen. Tässä diplomityössä tutkitaan eri säilöntämenetelmien ominaisuuksia tavoitteena löytää sopivin vaihtoehto vanhalle kivihiilivoimalaitokselle. Työssä perehdytään teorian kautta kolmeen menetelmään voimalaitoksen kattilan säilönnässä. Typpi- ja märkäsäilönnässä estetään hapen ja kuivailmasäilönnässä kosteuden esiintyminen. Työssä on myös tutkittu kattilan säilöntämenetelmien vaikutuksia muihin laitteistoihin ja järjestelmiin. Tuloksien perusteella voidaan todeta, että kuivailmasäilöntä on toimivin ratkaisu voimalaitoksen viimeisille käyttövuosille. Voimalaitoksen jäädessä varavoimalaitokseksi on typpisäilöntä kustannustehokkain vaihtoehto.

Poikkimaantien parantaminen välillä Terminaalitie - valtatie 22 : Kehittämissuunnitelma

Kehittämissuunnitelman tavoitetilanteena on vuosi 2030, johon esitetään edettäväksi kahdessa vaiheessa. Suunnitelman laatimisen lähtökohtana ovat olleet suunnittelualueen nykyinen väyläverkko ja maankäyttö, aikaisemmin laaditut ja käynnissä olevat väyläsuunnitelmat sekä Oulun yleiskaava ja alueen asemakaavat. Suunnittelun lähtötietoina ovat olleet suunnittelujakson liikennemäärät, hankekohtainen liikenne-ennuste v. 2030 sekä liikenneonnettomuustiedot. Ensimmäisessä vaiheessa Poikkimaantielle esitetään rakennettavaksi toinen ajokaista idän suuntaan Äimärautiolta valtatien 4 eritasoliittymään. Äimäraution siltojen kohdalla uuden ajokaistan vaatima lisätila saadaan kaventamalla nykyistä 5 metrin levyistä kevyen liikenteen väylää. Poikkimaantien liittymiä parannetaan lisäkaistoja rakentamalla. Lisäksi tehdään kevyen liikenteen järjestelyjä ja täydennetään melusuojauksia. Ensimmäisessä vaiheeseen liittyen suunnitelmassa on huomioitu myös Terminaalitien liittymän parantaminen, valtatien 4 Lintulan eritasoliittymän lisäramppi pysäkkijärjestelyineen sekä valtatien 22 liikennevalo-ohjatun tasoliittymän parantamistoimenpiteet. Nämä toteutetaan erillishankkeina eivätkä ne ole mukana kustannusarviossa. Ensimmäisen vaiheen parantamistoimenpiteiden kustannukset ovat noin 3,0 milj. euroa. Kustannukset sisältävät siltojen parantamisen, mutta ei meluesteitä. Poikkimaantien varren meluesteiden kustannusennuste on noin 0,5 -1,0 milj. euroa estetyypistä riippuen. Esitettyjen liikenneratkaisujen arvioidaan palvelevan liikenteen sujuvuuden ja liittymien toimivuuden osalta vuoteen 2025 saakka. Ratkaisuilla parannetaan Poikkimaantien pääsuunnan, liittymien ja kevyen liikenteen sujuvuutta ja turvallisuutta. Melusuojauksen täydentämisellä vähennetään asutukseen kohdistuvia meluhaittoja. Vuoden 2030 tavoitetilanteen kehittämisratkaisuksi esitetään nelikaistatietä välille Äimätie – valtatien 4 Lintulan eritasoliittymän itäpuolinen ramppi. Ratkaisu edellyttää, että Limingantien ylittävää siltaa, rautatien ylittävää siltaa ja alikulkukäytäväsiltoja levennetään 7 metrillä. Poikkimaantien liittymien sivusuunnille rakennetaan lisäkaistoja ja pääsuunnan kääntymiskaistajärjestelyjä parannetaan. Meluesteet ovat vaiheen 1 ratkaisun mukaiset. Tavoitetilanteeseen liittyy Limingantulli - Äimärautio katuyhteys ja radan alikulku sekä valtatien 22 perusverkon eritasoliittymä. Vaiheittain edeten hankkeen kokonaiskustannukset ovat noin 9,5 milj. euroa, josta siltojen osuus noin 4 milj. euroa. Ratkaisulla turvataan Poikkimaantien ja sen liittymien toimivuus sekä turvallisuus pitkälle tulevaisuuteen. Ensimmäisen ratkaisun toteuttaminen vuonna 2020 on jo 10 vuoden tarkastelujaksolla liikennetaloudellisesti erittäin kannattava (hyöty-kustannus suhde 3,2). Kokonaisuutena tarkasteltuna hanke on liikennetaloudellisesti kannattava (hyöty-kustannussuhde 1,9).

Turveperävaunun väsymiskestävyyden parantaminen

Työssä tutkittiin turveperävaunun renkaan kiinnitysrakenteen väsymiskestävyyttä. Väsymiskestävyyden parantamiseksi renkaiden kiinnityskohdan muotoilu ja mitoitus suunniteltiin uudelleen. Suunnittelussa keskityttiin ensisijaisesti nimellisten ja rakenteellisten jännitysheilahdusten pienentämiseen. Sekä vanhan, että uuden rakenneratkaisun väsymiskestoikiä tarkasteltiin käyttämällä hot spot – menetelmää.

Projektien resurssien hallinnan parantaminen Loviisan voimalaitoksella

Työn tavoitteena oli löytää NCC:n (Nuclear Competence Center) toimintaympäristöön sopivat resurssien hallinnan ratkaisumallit työkaluineen. Tarkoituksena oli saada näkemys siitä mitä tulisi tehdä, jotta projektien resurssien hallintaa pystyttäisiin parantamaan. Työssä käydään läpi resurssisuunnittelua ja resurssien hallintaa kokonaisvaltaisesti. Tärkein keskittymisalue on kuitenkin resurssien hallinta moniprojektiympäristössä. Työssä on haastateltu projektipäälliköitä ja muita resurssiongelmien kanssa tekemisissä olevia, jotta saadaan kuva siitä, mikä resurssien hallinnan nykytilanne on ja miten sitä halutaan kehittää. Haastatteluiden pohjalta on tehty ehdotuksia resurssien hallinnan toteuttamiseksi. Tuloksista tärkeimmäksi voisi todeta sen, että resurssien hallinnan parantaminen ei ole helppoa ja se tulee vaatimaan monia toimintatapamuutoksia. Lisäksi tällä hetkellä resurssien hallintaa ei luultavasti ole mahdollista toteuttaa valmisohjelman avulla, joten ainakin toistaiseksi olisi järkevintä toteuttaa resurssien hallinta Excel-ratkaisun avulla.

Kiuruveden tilan parantaminen : Säännöstelyn kehittäminen ja ravinnekuormituksen vähentäminen

Raportissa esitetään yhteenveto Kiuruveden ja Iisalmen kaupunkien alueella sijaitsevan Kiuruvesi -järven säännöstelyn kehittämiseksi sekä järven tilan parantamiseksi tehdyistä selvityksistä sekä esitetään suositukset säännöstelylle ja järven ja valuma-alueen hoitotoimenpiteille. Kiuruvettä säännöstellään Kiurujoen Saarikoskessa olevalla Runnin neulatammella. Säännöstely perustuu vuonna 1935 annettuun järvenlaskulupaan ja sen tavoitteena on maatalouden tulvasuojelu. Kiuruveden alue on maaperältään viljavaa ja ranta-alueet ovat pääosin viljelyksessä, joten järveen kohdistuu runsaasti valuma-alueen maataloudesta peräisin olevaa kuormitusta. Tämä näkyy myös järven ekologisessa tilassa, joka on tyydyttävä. Järven tilaan vaikuttavat jonkin verran myös säännöstelystä ja muusta vesirakentamisesta aiheutuneet muutokset, mutta niiden vaikutus on kuormitukseen nähden vähäinen, eikä vesistöä ole luokiteltu voimakkaasti muutetuksi. Säännöstelyn kehittämistä koskevassa osassa arvioidaan tarpeita ja mahdollisuuksia säännöstelyn parantamiseen. Kiuruveden kevättulvan alentamiseksi mallinnettiin Kiurujokeen erilaisia perkausvaihtoehtoja. Kiuruvedelle laskettiin myös useita säännöstelyvaihtoehtoja eri perkausvaihtoehdoilla sekä vertailtiin erilaisten mittareiden avulla niiden vaikutuksia vesistön tilaan ja käyttöön. Lisäksi mallinnettiin ilmastonmuutoksen vaikutuksia vesistön hydrologiaan. Vesistön käyttäjien ja sidosryhmien mielipiteitä kerättiin mm. ranta-asukkaille järjestetyllä kyselyllä sekä monitavoitearviointimenetelmää soveltaneessa työpajassa. Säännöstelyä esitetään kehitettäväksi siten, että vedenkorkeuden kevätalennuksesta luovutaan, kevättulvalle asetetaan tavoitekorkeus ja tulvan laskua jarrutetaan nykyisestä sekä määritetään vedenkorkeudelle vaihteluväli, jonka sisällä vedenpinta voi vaihdella tulva-aikaa lukuun ottamatta. Lisäksi esitetään, että Kiurujokea perataan rankkasateista aiheutuvien kesätulvien alentamiseksi. Muutosten tavoitteena on säännöstelyn hoidon helpottaminen, säännöstelystä järven tilalle aiheutuvien haitallisten vaikutusten vähentäminen sekä vesistön käyttömahdollisuuksien parantaminen. Vesistön tilan parantamista koskevassa osassa esitetään Kiuruveden tavoitetila mm. kuormituksen suhteen sekä erilaisia mahdollisuuksia tavoitteisiin pääsemiseksi. Lisäksi tarkastellaan erilaisten suoraan järveen kohdistuvien kunnostustoimenpiteiden soveltuvuutta järven tilan parantamiseen. Tarkempaan tarkasteluun valittiin ravintoverkkokunnostus ja hapetus. Ulkoisen kuormituksen vähentämisen vaikutusten arvioinnissa käytettiin mm. KUTOVA+ -laskentamallia ja maatalouden osalta VIHMA-laskentamallia. Kiuruveden vedenlaadun ja ekologisen tilan parantaminen vaatii merkittävää ulkoisen ravinnekuormituksen vähentämistä. Ravinnekuormituksen kannalta keskeisiä asioista ovat maatalouden osalta erityisesti lannoitukseen ja maanmuokkaukseen liittyvät seikat. Haja-asutuksen jätevesienkäsittely tehostuu lähivuosina hajajätevesiasetuksen vaatimusten myötä. Keskitetyn jätevedenpuhdistuksen osalta keskeistä on nykyisen puhdistustason ja toimintavarmuuden ylläpitäminen. Metsätalouden osalta keskeistä on etenkin kiintoainekuormituksen vähentäminen. Järveen kohdistuvista hoitotoimenpiteistä hapetusta ja hoitokalastusta kannattaa jatkaa. Sen sijaan varsinainen tehokalastus ei ole ajankohtainen ennen kuin ulkoista kuormitusta on saatu vähennettyä alle kriittisen tason.

Valtatien 12 parantaminen välillä Laitikkala-Porras : Tiesuunnitelman 2005 ajantasaisuuden selvittäminen

Valtatielle 12 on laadittu tiesuunnitelma välille Laitikkala-Porras vuonna 2005. Tiesuunnitelmasta on toteutettu yksittäisiä toimenpiteitä. Tässä työssä on tarkasteltu toteutumattomien toimenpiteiden ajantasaisuus ja määritelty toimenpiteiden priorisointia. Työn tavoitteena oli tarkentaa jakson liikenteellistä nykytilaa ja määritellä 3-5 tärkeintä osahanketta, joiden toteuttamista voitaisiin edistää.

Lääkeaineiden vesiliukoisuuden parantaminen

Monien potentiaalisten lääkeainekandidaattien vesiliukoisuus on huono. Tämä on merkittävä ongelma pyrittäessä kehittämään niistä valmiita lääkkeitä. Lääkeainekandidaattien vesiliukoisuus riippuu niiden kemiallisesta rakenteesta. Tutkielmassa esitetään erilaisia menetelmiä kiinteiden lääkeaineiden vesiliukoisuuden parantamiseksi. Kemiallisia menetelmiä ovat suolanmuodostus, pH:n muuttaminen ja aihiolääkkeen (engl. prodrug) valmistaminen. Aihiolääke on farmakologisesti inaktiivinen yhdiste, joka metaboloituu elimistössä aktiiviseksi lääkeaineeksi. Aihiolääkettä valmistettaessa muokataan lääkeaineen kemiallista rakennetta liittämällä siihen vesiliukoisuutta lisäävä rakenne. Vesiliukoisuutta lisäävänä rakenteena voi toimia fosfaatti tai sokeri, ionisoituva orgaaninen happo tai emäs tai neutraali ryhmä. Yksi yleisimmistä menetelmistä aihiolääkkeen valmistamiseksi on käyttää aihio-osana fosforihapon estereitä tai amideja. Fysikaalisia ja muita menetelmiä ovat esimerkiksi kiinteiden dispersioiden,nanopartikkeleiden tai nanosuspensioiden valmistaminen, kiderakenteen muokkaaminen ja syklodekstriinien hyödyntäminen inkluusiokompleksien muodostamiseksi. Tutkielman kokeellisessa osassa tutkittiin lääkeainekandidaatti DPMBA:n (N-(4,6- dimetyylipyrimidin-2-yyli)-4-[(2-metyylibentsyyli)amino]bentseenisulfonamidi) fosfaattimonoesterin valmistusta. DPMBA on selektiivinen alpha2-antagonisti eli adrenoseptorien salpaaja. Kyseistä lääkeainekandidaattia voisi mahdollisesti hyödyntää sydän- ja verenkiertoelimistön sairauksien hoidossa. DPMBA:n ongelmana on sen huono vesiliukoisuus fysiologisessa pH:ssa, joten sen farmakologiset ominaisuudet ovat huonot. Kokeellisen osan tavoitteena oli parantaa DPMBA:n vesiliukoisuutta valmistamalla siitä aihiolääke. Aihiolääkkeen valmistus sisälsi DPMBA:n synteesin kehitystä ja aihiolääkkeen valmistuksessa tarvittavien kloorimetyylifosfaattien synteesit. Aihio-osien liittämistä DPMBA:han kokeiltiin erilaisin menetelmin. Lisäksi tutkittiin kloorimetyylifosfaattien liittämistä DPMBA:n lähtöaineisiin sekä muihin samankaltaisiin primaarisiin ja sekundaarisiin amiineihin. DPMBA:n kemiallinen rakenne on haastava, eikä kokeiltuja fosfaattiaihio-osia saatu liitettyä siihen. DPMBA:n rakenteessa oleva sulfonyyliryhmä, elektroneja puoleensavetävänä ryhmänä, heikentää rakenteessa olevien sekundaaristen typpiatomien nukleofiilisyyttä. Aihiolääkkeen valmistamisen sijaan kyseeseen voisi tulla jokin fysikaalinen menetelmä DPMBA:n vesiliukoisuuden parantamiseksi.

Biovoimalaitoksen energiatehokkuuden parantaminen ja osakuorma-ajon optimointi

Energiatehokkuus on nykyaikana yksi tärkeimmistä energiataloudellisista tekijöistä voimalaitosten sähköntuotannossa. Varsinkin yhteistuotantolaitoksissa joissa sähkö on lämpöenergian lisänä saatava sivutuote, sähkön tuotannon optimointi voi merkitä laitostalouden ja yrityksen kannalta huomattavia lisätuloja tai -säästöjä. Kaukaan Voima Oy:n biovoimalaitos on vuonna 2009 kaupalliseen käyttöön valmistunut moderni yhteistuotantolaitos, joka sijaitsee Lappeenrannassa UPM Kaukas sellutehtaan tehdasalueella. Voimalaitos tuottaa kaukolämpöä ja sähköä Lappeenrannan kaupungille sekä prosessihöyryä ja sähköä UPM Kaukaan tehtaille. Tämän työn tavoitteena on tarkastella biovoimalaitoksen omakäyttösähkön kulutusta kuukausitasolla verrattuna laitoksella tuotettavan höyryn määrään sekä etsiä voimalaitokselta kohteita, joiden omakäyttösähkön kulutusta voidaan vähentää vaikuttamatta höyryntuotantoon ja näin parantaa laitoksen energiatehokkuutta ja hyötysuhdetta. Työ rajataan käsittelemään voimalaitoksen apulaitteiden ja -järjestelmien omakäyttösähkön kulutusta. Työssä tarkastellaan vuodenaikojen vaihtelun ja kaukolämmön sekä prosessihöyryn tarpeen muutoksen vaikutusta voimalaitoksen ajomalliin sekä höyryntuotannon ja omakäyttösähkön kulutuksen suhteisiin. Työssä esiin nousseiden kohteiden potentiaaliset sähköenergian säästöt ovat noin 2500 MWh vuodessa joka tarkoittaa keskimäärin 3,7 % vähennystä voimalaitoksen kuukausittaiseen omakäyttösähkön kulutukseen. Kohteet eivät käytännössä vaadi minkaanlaista investointirahaa, vaan uusia ajojärjestelyitä. Keskeisimmiksi säästökohteiksi valikoitui laitoksen pumppausjärjestelmien paineenalennukset.

Koivuvanerin palonkesto-ominaisuuksien parantaminen liimaseoksen koostumusta muuttamalla

Viime vuosina puutuotteiden palonkestävyydelle asetetut vaatimukset ovat kasvaneet. Puutuotteiden käyttöä on mahdollista lisätä, mikäli niiden palonkestävyyttä saadaan parannettua. Tässä diplomityössä tutkittiin palonestoaineiden vaikutusta liimaseoksen ominaisuuksiin, liimautuvuuteen ja palonkestävyyteen. Työn tarkoituksena oli löytää liimaseos, jonka avulla saadaan koivuvanerin palonkestävyyttä parannettua. Teoriaosuudessa on käyty läpi koivuvanerin valmistusprosessi ja käytettävät liimat, ominaisuudet sekä käyttökohteet. Teoriaosuudessa käsitellään myös puutuotteiden syttymistä ja vertaillaan erilaisia palonestoaineita ja niiden vaikutusmekanismeja. Työn kokeellinen osuus koostui hartsiseoksen imeytyvyyden tutkimisesta, liimaseosten ominaisuuksien selvittämisestä, vanerilevyjen liimautuvuuden ja liimauslujuuden testaamisesta sekä palonkestävyysominaisuuksien selvittämisestä. Työssä saavutettiin pientä parannusta levyjen palonkestävyysominaisuuksiin. Tavoitteeksi asetettua palonkestävyyden kaksinkertaistumista ei saavutettu. Työ antaa kuitenkin hyvän pohjan palonestoaineiden ja vanerihartsien palonkestävyys-ominaisuuksien tutkimisen jatkamiselle. Työssä saavutettuja tuloksia tullaan hyödyntämään vanerilevyjen palo-ominaisuuksien parantamiseen tähtäävissä tutki-muksissa.