Hylky- ja vesijärjestelmän vaikutus kartongin tuotepuhtauteen

Kirjallisuusosassa käsitellään paperi- ja kartonkikoneiden eri vesijärjestelmiä, vedenkäytön vähentämistä ja sen vaikutusta prosessiin. Mikrobiologiaa, mikrobien aiheuttamia prosessiongelmia, mikrobien torjuntaa ja simulointia on myös käsitelty kirjallisuusosassa. Kokeellisessa osassa laadittiin Kartonkikone 1:n massa- ja vesijärjestelmän mikrobiologisen puhtauden simulointimalli Balas-prosessisimulointiohjelmalla. Kartongin mikrobiologinen puhtaus määritettiin kokonaispesäkelukuna. Kokeellinen osa sisälsi pilot-mittakaavan suodatinkoeajoja, joissa määritettiin tarvittavat erotusparametrit simulointimallille, selvitettiin Dynasand-hiekkasuodattimen soveltuvuus suihkuvesien puhdistukseen, Dynadisc-kiekkosuodattimen käyttökelpoisuus kiertoveden puhdistukseen kiertovesisuodattimena ja hiekkasuodattimien esisuodattimena sekä UV-reaktorin soveltuvuus suodatettujen vesien desifiointiin. Simulointimallilla tarkasteltiin eri prosessivaihtoehtojen vaikutus kartongin mikrobiologiseen puhtauteen. Suihkuvesien puhdistaminen hiekkasuodattimilla alentaa kokonaispesäkelukua vain vähän. Koneen ajettavuus paranee suihkuputkien roskaryöppyjen ja viiraosan limoittumisen vähenemisen takia. Kiertovesijärjestelmän pelkkä jakaminen hylkyprosessi- ja sakeudensäätövedeksi aiheuttaa kokonaispesäkeluvun kasvun prosessista poistettavien vesien puhdistumisen takia. Kokonaispesäkeluku minimoidaan poistamalla ylimääräinen vesi hylkysaostajan suodoksena. Suodatettua hylkysaostajan suodoksen ja viiraveden seosta käytetään sekä sakeudensäätö- että hylkyprosessivedeksi. Hylkymassalla on dominoiva vaikutus kokonaispesäkelukuun. Suurin vähennys kokonaispesäkeluvussa saadaan estämällä mikrobikasvu hylkymassassa. Tämä voidaan tehdä kuumentamalla hylkymassa 80 °C:n höyryllä. Suodatuskoeajojen perusteella Dynasand-hiekkasuodattimella voidaan puhdistaa pisaralämmönvaihtimelta saatavaa lämmintä suihkuvettä. Esisuodatettua kiertovettä voidaan puhdistaa Dynasand-hiekkasuodattimella viiran johtotelojen suihkuvedeksi. Dynadisc-kiekkosuodatinta voidaan käyttää hiekkasuodattimen esisuodattimena ja kiertovesisuodattimena. UV-säteily poistaa tehokkaasti mikrobeja suodatetuista vesistä.

Turbulenttisen putkivirtauksen numeerinen mallinnus.

Numeerisella mallinnuksella on tavoitteena täydentää ja korvata kokeellista tutkimusta. Tässä tutkimuksessa on mallinnettu CFX 4.1- ja CFX 4.2-ohjelmien avulla lämmönsiirtoa putken sisäpinnalla. Virtausaineena putkessa on käytetty vettä ja vesi-monopropyleeniglykoliliuosta. Tarkasteltujen virtaustapausten Reynoldsin luku vaihtelee 200 - 30000. Kun glykolipitoisuus on suuri ja liuoksen lämpötila on pieni virtaus on laminaarista ja tällöin lämmönsiirtymiskerroin on pieni. Lämmönsiirron tehostamiseksi putkeen on asennettu turbulaattorilanka. Työssä on selvitetty edellytyksiä mallintaa hydraulisesti sileässä putkessa tapahtuvaa virtausta. Reynoldsin luvun ollessa alle 2300 mallinnuksessa on käytetty laminaarimallia. Reynoldsin luvuilla 2300-30000, turbulenttisella alueella, on käytetty pienten Reynoldsin luvun k-ɛ-mallia. Malli vaatii toimiakseen tiheän laskentaverkon putken seinämän läheisyydessä. Tarkastellulla alueella virtauksen ja lämmönsiirron mallinnuksen tulokset ovat vastaavat kuin teorian perusteella lasketut ja kokeellisista mittauksista saatavat tulokset. Lämmönsiirron tehostamiseksi putkeen on asennettu turbulaattorilanka. Tässä työssä on numeerisin menetelmin (pienten Reynoldsin luvun k-ɛ-malli ja k-ɛ-malli) suoritettu laskentaa yhdellä turbulaattorilankarakenteella. Laskennan vertailuaineistona on käytetty aikaisemmasta kokeellisesta tutkimuksesta saatua mittausdataa. Kokeellisessa tutkimuksessa turbulaattorirakenteena on käytetty putken seinämällä kiertyvää turbulaattorilankaa. Todellinen kolmiulotteinen geometria osoittautui vaikeaksi mallintaa. Toimivaa mallia ei ollut mahdollista toteuttaa aikataulun puitteissa ja mallin laskentakapasiteetin tarve kasvoi liian suureksi. Lankarakenne yksinkertaistettiin tasavälein toistuvaksi riparakenteeksi, joka on helpompi mallintaa aksisymmetriaa käyttäen kaksiulotteisena. Mallin tuloksista painehäviö asettuu kirjallisuudesta saatavan vertailuaineiston kanssa samalle tasolle, mutta lämmönsiirtymiskerroin on vertailuaineistoa huomattavasti suurempi.

Koska meillä on koski : Imatrankosken matkailullinen hyödyntäminen ja vedenpalautus Imatrankoskeen

Suomessa on 27 kansallismaisemaa, joista yksi on itseoikeutetusti Imatrankoski. Kosken ja sen ympäristön asema yhteiskunnassa on ristiriitainen. Kansallismaisemat valittiin Ympäristöministeriön toimesta Suomen itsenäisyyden 75-vuotisjuhlan kunniaksi ja ne perustuivat muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta Sakari Topeliuksen kuvateokseen Finland framstäldt i teckningar sekä Maamme-kirjaan. Imatrankoski on yksi topeliaanisista maisemista, mutta se on ehtinyt muuttua radikaalisti viimeisen sadan vuoden aikana. Koski on padottu ja sen myötä Imatran maisema on muuttunut luonnonmaisemasta ihmisen muokkaamaksi teolliseksi maisemaksi. Imatrankoski ei ole enää vapaana ryöppyävä vesiputous, vaan tyhjä jokiuoma, joka on menettänyt tärkeimmän elementtinsä, veden. Tässä raportissa pohditaan, olisiko mahdollista palauttaa vesi takaisin Imatrankoskeen. Jos tällainen päätös syntyisi, mikä vaikutus sillä olisi Imatran kaupunkiin, sen asukkaisiin sekä kaupungin matkailuelinkeinoon? Pikaisesti ajateltuna vedenpalautus Imatrankoskeen kuulostaa utopistiselta idealta. Modernit teolliset yhteiskunnat eivät yleensä edes harkitse rakennettujen koskien palauttamista luonnontilaan, koska päästötöntä sähköenergiaa tarvitaan koko ajan lisää. Tässä raportissa tullaan kuitenkin siihen lopputulokseen, että vedenpalautus Imatrankoskeen on mahdollinen pitkällä aikavälillä. Tulevaisuudessa energiantuotantotavat kehittyvät ja informaatioyhteiskunnassa elävät ihmiset arvostavat aitoja kulttuuri- ja luontokohteita. Suomessa on useita arvokkaita koskimaisemia, jotka on kahlehdittu 1900-luvulla sähköntuotannon tarpeisiin. Suurella todennäköisyydellä monet näistä koskista tullaan palauttamaan alkuperäiseen tilaansa, niin myös Imatrankoski. Koska kyseessä on pitkän aikavälin prosessi, lähivuosina vesi palaa Imatrankoskeen vanhaan tapaan koskinäytösten aikaan. Tästä johtuen raportissa käsitellään varsinaisen vedenpalautuksen lisäksi muita Imatrankosken alueen matkailuun ja viihtyvyyteen liittyviä kysymyksiä. Pohditaan, tuoko Imatrankoski vielä matkailijoita Imatralle ja mikä merkitys Imatrankoskella on Imatran matkailulle ja kaupungin matkailutulolle. Tarkastelu ei rajoitu pelkästään taloudellisiin laskelmiin, sillä kokemukset osoittivat, että kulttuurimatkailu¬kohde on ennen kaikkea kaupungin imago- ja vetovoimatekijä. Imatrankosken matkailun kehittämiseen ei välttämättä tarvita suuria pääomia. Merkittävä muutos voidaan saada aikaan innovatiivisilla ratkaisuilla. Imatrankosken kansallismaisemaa voidaan kehittää parhaiten pienin, mutta konkreettisin toimenpitein. Imatrankosken suurin arvo on kosken ja sitä ympäröivän kansallismaiseman oma historia. Siihen pohjautuvia matkailutuotteita on helppo kehittää uskottavasti ja edullisesti. Prosessi edellyttää kuitenkin kokonaisvaltaista ajattelua ja suunnittelua. Maisemaa, puistoja ja rakennuksia on kunnostettava ja hoidettava niiden arvon mukaisesti. Samoin alueen markkinointia on tehostettava, jotta matkailijat olisivat tietoisia Imatrankoskella tehdyistä uudistuksista, ja paikka itsessään olisi helposti saavutettavissa. Raportin keskeinen viesti on, että Imatrakosken kehittäminen vaatii monien eri toimijoiden yhteistyötä. Erityisen tärkeää on luoda ilmapiiri ja toimintaympäristö, johon voivat sitoutua koskivoimaa hyödyntävä Fortum Oyj, Imatran kaupunki sekä alueella toimivat yrittäjät. Ympäristökysymykset synnyttävät usein tilanteen, jossa ovat vastakkain liiketaloudellisin perustein toimivat yritykset ja luonnonarvoja kunnioittavat kansalaiset ja yhteisöt. Tässä raportissa on haettu ja myös löydetty innovatiivisia malleja, jotka hyödyttävät kaikkia Imatrankosken toimijoita. Arvokas kansallismaisema on osa imatralaisten identiteettiä ja alueen matkailun ehkä vahvin yksittäinen markkinointikohde. Sama kansallismaisema voi kuitenkin tarjota ennalta arvaamattoman imagoedun globaalille energiayhtiölle, jonka arvoihin kuuluvat luovuus ja innovatiivisuus, korkeat eettiset tavoitteet ja yhteistyön henki. Tämä selvityshankkeen on rahoittanut Etelä-Karjalan Aluekeskusohjelma. Raportin on laatinut FM Virpi Kaisto. Hankkeen ohjausryhmään ovat kuuluneet professori Karl-Erik Michelsen Etelä-Karjala-instituutista, markkinointipäällikkö Rauni Aineslahti Imatran Seudun Kehitysyhtiö Oy:n Matkailupalveluista sekä laboratorioinsinööri Simo Hammo Lappeenrannan teknillisen yliopiston Energia- ja ympäristötekniikan osastolta. Hankkeen toteuttamista on valvonut suunnittelu¬arkkitehti Tuula Taskula Etelä-Karjalan liitosta.

Mittausjärjestelmän kehittäminen massansyöttöön

Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää menetelmä mitata keskisakeuksisen sellumassan virtausta; suuntaa ja suuruutta, vapaassa tilassa ja kehittää koelaite, jolla sellupesurin massansyöttötapahtumaa voidaan tutkia sekä rakenteellisesta että prosessinäkökulmasta. Virtausmittausmenetelmän kehityksessä arvioitiin ensin erilaisten perusmittausmenetelmien soveltuvuutta keskisakeuksisen sellumassan virtausmittaukseen. Valitun menetelmän, vastusvenymäliuskamittauksen, kehityksessä ideoitiin sekä anturin mittoja ja geometriaa että virtauskappaleiden geometriaa. Lopullisella anturikonstruktiolla suoritettiin virtausmittauskokeita erilaisilla virtauskappaleilla putkivirtauksessa. Virtausaineena oli vesi sekä sellumassa eri sakeuksissa. Tulosten analysoinnin perusteella suoritettiin valitulla virtauskappaleella alustava koeajo prosessilaitteessa. Koelaitteen kehityksessä määritettiin ensin laitteelle tutkimukselliset tavoitteet. Erilaisia tutkimusmenetelmien arvioinnin perustella valittiin koelaitteeseen sopivat menetelmät. Tutkimuksellisten tavoitteiden ja sovellettavien menetelmien perusteella mitoitettiin ja suunniteltiin koelaite.

Tuotekustannusmallin kehittäminen talotekniikkaelementtitehtaassa

Työn tavoitteena on talotekniikkaelementtitehtaan tuotekustannusmallin kehittäminen. Yritys tarvitsee tuotekohtaista kustannustietoa erityisesti varaston arvon määrittämiseen ja kustannusperusteiseen hinnoitteluun. Tuotekustannusmallin kehittäminen edellyttää nykyisen tuotekustannusmallin sisältämien virheiden ja puutteiden korjaamista. Työssä käydään läpi kaikki tuotekustannusmalliin tehdyt muutokset tuotantovaihekohtaisesti. Uusi tuotekustannusmalli perustuu lähinnä lisäys- ja standardikustannuslaskentaan. Malli laskee tuote- ja tilauskohtaisen minimiomakustannusarvon. Uusi tuotekustannusmalli kohdistaa tuotteille aiheuttamisperiaatteen mukaisesti monia sellaisia kustannuksia, jotka aikaisemmin on jätetty kokonaan kohdistamatta. Eristettyjen ilmanvaihtokanavien sekä vesi- ja lämpöjohtojen kustannusten havaittiin olevan aiemmin luultua matalammat. Elementtien runkojen kustannukset puolestaan nousivat uudessa mallissa. Työn aikana laadittiin myös taulukkolaskentasovellus, jonka avulla voidaan laskea tilaukseen sisältyvien elementtien hankintameno ja kustannusperusteinen hinta.

Vesipisaroita

Vesipisaroiden tippumista, käsiteltyä ääntä.

Vessa

Vessa. Veden valuminen. Oven avaaminen ja sulkeminen. Vessan vetäminen.

Merenranta

Meren aallot lyövät rantaan.

Puro

Vesi solisee purossa, lopussa taustalla linnun laulua.

Sade

Suuria raskaita pisaroita lehdille tai vedenpintaan.

Sade

Sateen tasaista ropinaa pärekatolle.

Vesihana

Vettä virtaa tasaisesti hanasta altaaseen.

Sade

Sade puihin ja vetiseen maahan.

Sade, sateen ropinaa

Sateen kevyttä ropinaa. Linnun laulua taustalla.

Lokkeja

Linnut. Selkälokkien kirkumista. Paikoin veden ääniä.