We do the work you enjoy the trip

kuv., 10 x 21 cm

Extraction of polymeric galactoglucomannans from spruce wood by pressurized hot water

The major type of non-cellulosic polysaccharides (hemicelluloses) in softwoods, the partly acetylated galactoglucomannans (GGMs), which comprise about 15% of spruce wood, have attracted growing interest because of their potential to become high-value products with applications in many areas. The main objective of this work was to explore the possibilities to extract galactoglucomannans in native, polymeric form in high yield from spruce wood with pressurised hot-water, and to obtain a deeper understanding of the process chemistry involved. Spruce (Picea abies) chips and ground wood particles were extracted using an accelerated solvent extractor (ASE) in the temperature range 160 – 180°C. Detailed chemical analyses were done on both the water extracts and the wood residues. As much as 80 – 90% of the GGMs in spruce wood, i.e. about 13% based on the original wood, could be extracted from ground spruce wood with pure water at 170 – 180°C with an extraction time of 60 min. GGMs comprised about 75% of the extracted carbohydrates and about 60% of the total dissolved solids. Other substances in the water extracts were xylans, arabinogalactans, pectins, lignin and acetic acid. The yields from chips were only about 60% of that from ground wood. Both the GGMs and other non-cellulosic polysaccharides were extensively hydrolysed at severe extraction conditions when pH dropped to the level of 3.5. Addition of sodium bicarbonate increased the yields of polymeric GGMs at low additions, 2.5 – 5 mM, where the end pH remained around 3.9. However, at higher addition levels the yields decreased, mainly because the acetyl groups in GGMs were split off, leading to a low solubility of GGMs. Extraction with buffered water in the pH range 3.8 – 4.4 gave similar yields as with plain water, but gave a higher yield of polymeric GGMs. Moreover, at these pH levels the hydrolysis of acetyl groups in GGMs was significantly inhibited. It was concluded that hot-water extraction of polymeric GGMs in good yields (up to 8% of wood) demands appropriate control of pH, in a narrow range about 4. These results were supported by a study of hydrolysis of GGM at constant pH in the range of 3.8 – 4.2 where a kinetic model for degradation of GGM was developed. The influence of wood particle size on hot-water extraction was studied with particles in the range of 0.1 – 2 mm. The smallest particles (< 0.1 mm) gave 20 – 40% higher total yield than the coarsest particles (1.25 – 2 mm). The difference was greatest at short extraction times. The results indicated that extraction of GGMs and other polysaccharides is limited mainly by the mass transfer in the fibre wall, and for coarse wood particles also in the wood matrix. Spruce sapwood, heartwood and thermomechnical pulp were also compared, but only small differences in yields and composition of extracts were found. Two methods for isolation and purification of polymeric GGMs, i.e. membrane filtration and precipitation in ethanol-water, were compared. Filtration through a series of membranes with different pore sizes separated GGMs of different molar masses, from polymers to oligomers. Polysaccharides with molar mass higher than 4 kDa were precipitated in ethanol-water. GGMs comprised about 80% of the precipitated polysaccharides. Other polysaccharides were mainly arabinoglucuronoxylans and pectins. The ethanol-precipitated GGMs were by 13C NMR spectroscopy verified to be very similar to GGMs extracted from spruce wood in low yield at a much lower temperature, 90°C. The obtained large body of experimental data could be utilised for further kinetic and economic calculations to optimise technical hot-water extractionof softwoods.

Adult education policy in the European Union during the Lisbon decade : the shift to vocational adult learning and work skills matching

This doctoral dissertation investigates the adult education policy of the European Union (EU) in the framework of the Lisbon agenda 2000–2010, with a particular focus on the changes of policy orientation that occurred during this reference decade. The year 2006 can be considered, in fact, a turning point for the EU policy-making in the adult learning sector: a radical shift from a wide--ranging and comprehensive conception of educating adults towards a vocationally oriented understanding of this field and policy area has been observed, in particular in the second half of the so--called ‘Lisbon decade’. In this light, one of the principal objectives of the mainstream policy set by the Lisbon Strategy, that of fostering all forms of participation of adults in lifelong learning paths, appears to have muted its political background and vision in a very short period of time, reflecting an underlying polarisation and progressive transformation of European policy orientations. Hence, by means of content analysis and process tracing, it is shown that the new target of the EU adult education policy, in this framework, has shifted from citizens to workers, and the competence development model, borrowed from the corporate sector, has been established as the reference for the new policy road maps. This study draws on the theory of governance architectures and applies a post-ontological perspective to discuss whether the above trends are intrinsically due to the nature of the Lisbon Strategy, which encompasses education policies, and to what extent supranational actors and phenomena such as globalisation influence the European governance and decision--making. Moreover, it is shown that the way in which the EU is shaping the upgrading of skills and competences of adult learners is modeled around the needs of the ‘knowledge economy’, thus according a great deal of importance to the ‘new skills for new jobs’ and perhaps not enough to life skills in its broader sense which include, for example, social and civic competences: these are actually often promoted but rarely implemented in depth in the EU policy documents. In this framework, it is conveyed how different EU policy areas are intertwined and interrelated with global phenomena, and it is emphasised how far the building of the EU education systems should play a crucial role in the formation of critical thinking, civic competences and skills for a sustainable democratic citizenship, from which a truly cohesive and inclusive society fundamentally depend, and a model of environmental and cosmopolitan adult education is proposed in order to address the challenges of the new millennium. In conclusion, an appraisal of the EU’s public policy, along with some personal thoughts on how progress might be pursued and actualised, is outlined.

Metsäteollisuuden ympäristöstrategia hallinnon näkökulmasta : Metsäteollisuuden kehitysskenaariot vuoteen 2020

Suomen metsäteollisuus elää voimakasta uusiutumis- ja murrosvaihetta, joka ilmenee muutoksina yksittäisten tehtaiden ja tehdasintegraattien toiminnassa. Monia yksikköjä on poistunut tuotannosta ja tuotannon painotusta on muutettu. Toisaalta metsäteollisuus on suuntaamassa uusille aloille, jolloin tuotteina voivat olla esimerkiksi erilaiset biopolttoaineet, kemianteollisuuden raaka-aineet ja uuden sukupolven paperi- ja kartonkituotteet. Metsäteollisuuden muuttuminen ja laitosten monimutkaistuminen sekä jatkuvasti lisääntyvä tiedontarve asettavat yhä suurempia vaatimuksia sekä toiminnanharjoittajien ympäristövastaaville että viranomaisille. Hallinnon jatkuva muutos ja niukkenevat voimavarat voivat johtaa siihen, että käytännön lupa- ja valvontatyöhön jää yhä vähemmän aikaa. Kaakkois-Suomen ELY-keskuksen koordinoima hanke ”Metsäteollisuuden ympäristöstrategia vuoteen 2020 – hallinnon näkökulma” pyrkii vastaamaan edellä mainittuihin haasteisiin strategiatyön avulla. Hankkeen tarkoituksena oli tarkastella metsäteollisuuden ympäristönäkökohtia niistä lähtökohdista, joihin yritys voi vaikuttaa raaka-aineen tulosta tehtaalle ja tuotteen lähdöstä tehtaalta sekä tehtaan perustamisesta sulkemiseen ja jälkihoitoon asti. Tavoitteena oli määritellä toiminnoille toimiva ympäristöstrategia. Strategiassa pyrittiin löytämään yhteisymmärrys toiminnanharjoittajan ja viranomaisen kanssa mm. siitä, miten otetaan käyttöön parhaat käytännöt niin teollisuudessa kuin hallinnossakin, toimitaan uusien BAT-, IED- ja vesienhoitoperiaatteiden mukaisesti sekä edistetään kestävän kehityksen mukaisten tuotteiden markkinoille tuloa ja otetaan ennakointi tavaksi -lähtökohta käyttöön kaikessa toiminnassa. Hanketyössä esille nousseet haasteet ryhmiteltiin aihealueittain kolmeksi pääkohdaksi tärkeysjärjestyksessä: viranomaisen ja teollisuuden tiedonkulun ja tietämyksen parantaminen, lupa-, valvonta- ja hallintoprosessien parantaminen sekä uusien haasteiden kartoittaminen ja niihin reagointi. Haasteiden ratkaisukeinoiksi etsittiin käytännön toimenpiteitä sekä määriteltiin niille vastuutahot. Toimenpiteiksi esitettiin mm. viranomaisen ja teollisuuden yhteisiä koulutuspäiviä, asiantuntijapaneelin perustamista sekä lupamääräysten antamista myös tehtaan tai tuotantoyksikön sulkemisen tai muuttamisen varalle. Riittävien resurssien ja tietotaidon turvaaminen niin hallinnossa kuin teollisuudessa on ehdoton edellytys toimenpiteiden onnistumiselle.

Pelätty, vihattu vai rakastettu tietotekniikka elinikäisessä työ- ja oppimisympäristössä. Tietotekniikan merkitys työn ja työympäristön hallinnassa

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää niitä tekijöitä, jotka vaikuttavat työn ja työympäristön hallintaan tietoteknisessä työssä: työn hallinta, työn nopeampi tekeminen, työn sisältö, työn tulokset ja vaikutusmahdollisuudet. Näitä tekijöitä tutkittiin suhteessa työntekijän tietoteknisiin taitoihin ja työntekijän ikään. Tutkimuksen viitekehyksenä ovat maailmanlaajuisesti tapahtuneet ja edelleen tapahtuvat muutokset työelämässä sekä tietoyhteiskunnan kehittyminen. Aikaisemmat tutkimukset nostavat esiin yleisiä kehityslinjoja, mutta myös ristiriitaisia tuloksia. Siksi tässä tutkimuksessa nämä kysymykset purettiin hyvin konkreettisiksi, työyhteisössä havaituiksi osakysymyksiksi ja suhteutettiin vastaajia koskeviin taustatietoihin. Tutkimus kohdistui eri ikäisiin työntekijöihin, joista osa on kokenut tietotekniikan tulon työelämään ja sen käytön lisääntymisen useamman viime vuosikymmenen aikana. Tänä aikana yhteiskunnassa on tapahtunut yleisemminkin merkittävää kehitystä, joka on nostanut esille laajemminkin tarpeet tietoteknisen osaamisen ja taitojen kehittymiseen ja elinikäiseen oppimiseen. Tämä tutkimus ajoittuu noihin vuosikymmeniin ja vaikka se kohdistuukin yhden organisaation sisällä koettuihin vaikutuksiin, niin on selvää, että yleisempikin yhteiskunnallinen kehitys heijastuu tuloksiin. Tämä tutkimus on tehty kvantitatiivisella tutkimusotteella. Tutkimusaineisto on kerätty sähköisellä lomakkeella. Tämän tutkimuksen mukaan tietoteknisiltä taidoiltaan hyvät kokivat hallitsevansa työnsä ja työympäristönsä paremmin kuin tietoteknisiltä taidoiltaan heikot. He kokivat myös tietotekniikan helpottaneen työtä, mahdollisuudet itsensä kehittämiseen lisääntyneen ja työn itsenäisyyden lisääntyneen. Tietoteknisiltä taidoiltaan heikot puolestaan kokivat työn ja työnympäristön hallinnan vähentyneen, työn vaativuuden lisääntyneen, työn tauotuksen vähentyneen, sosiaalisen ympäristön heikentyneen, työn henkisen rasittavuuden lisääntyneen, oman ammattialan arvostuksen vähentyneen ja työhön liittyvien vaikutusmahdollisuuksien vähentyneen. Tulosten perusteella kaikki työntekijät kokivat työn tulosten parantuneen tietotekniikan avulla, mutta toisaalta kokivat työn sisällön köyhtyneen tietotekniikan vuoksi – varsinkin iäkkäät työntekijät kokivat näin. Tutkimuksessa selvitettiin myös työn ja työympäristön hallintaa tukevia ja uhkaavia tekijöitä. Tämän tutkimuksen mukaan pelot tietotekniikkaa kohtaan ja puutteellinen tuki tietoteknisissä ongelmissa uhkaavat työn ja työympäristön hallintaa.

Työssäjaksamisen voimavarat ja työssä jatkaminen ikääntyneillä vanhusten hoitotyötä tekevillä

Tässä pro gradu –tutkielmassa tarkasteltiin ikääntyneiden vanhusten hoitotyötä tekevien työssäjaksamista ja työssä jatkamissuunnitelmia voimavarakeskeisestä näkökulmasta käsin. Kiinnostuksen kohteena olivat myös työyhteisön suhtautuminen ikääntyvään työvoimaan ja keinot, joilla ikääntyneiden työssä jatkamista ja jaksamista tuetaan organisaatiossa. Tutkimusta varten haastateltiin kymmentä yli 55-vuotiasta vanhusten hoitotyötä tekevää henkilöä. Johtopäätösten mukaan työn voimavaroista merkittävimmiksi työssäjaksamisen ja työssä jatkamisen kannalta nousivat hyvät suhteet työtovereihin, toimiva työyhteisö ja asiakkaat. Työn ulkopuolisesta elämästä voimia saatiin mielekkäistä vapaa-ajan puuhista ja läheisistä. Persoonallisuuden voimavaroista keskeiseksi nousi optimistisuus. Eläkkeellä työskentelyaikomusten taustalla olivat usein kokemus työstä nauttimisesta ja hyvä terveys. Toisaalta hyvästä terveydestä haluttiin nauttia myös eläkkeellä.

Additional revenue opportunities in pulp mills and their impacts on the kraft process

Although the concept of multi-products biorefinery provides an opportunity to meet the future demands for biofuels, biomaterials or chemicals, it is not assured that its implementation would improve the profitability of kraft pulp mills. The attractiveness will depend on several factors such as mill age and location, government incentives, economy of scale, end user requirements, and how much value can be added to the new products. In addition, the effective integration of alternative technologies is not straightforward and has to be carefully studied. In this work, detailed balances were performed to evaluate possible impacts that lignin removal, hemicelluloses recovery prior to pulping, torrefaction and pyrolysis of wood residues cause on the conventional mill operation. The development of mill balances was based on theoretical fundamentals, practical experience, literature review, personal communication with technology suppliers and analysis of mill process data. Hemicelluloses recovery through pre-hydrolysis of chips leads to impacts in several stages of the kraft process. Effects can be observed on the pulping process, wood consumption, black liquor properties and, inevitably, on the pulp quality. When lignin is removed from black liquor, it will affect mostly the chemical recovery operation and steam generation rate. Since mineral acid is used to precipitate the lignin, impacts on the mill chemical balance are also expected. A great advantage of processing the wood residues for additional income results from the fact that the pulping process, pulp quality and sales are not harmfully affected. For pulp mills interested in implementing the concept of multi-products biorefinery, this work has indicated possible impacts to be considered in a technical feasibility study.

“Development work thesis” as a tool for continuing professional education

Julkaisumaa: 158 TW TWN Taiwan

Optimization of parameters for fiber laser-MAG hybrid welding in shipbuilding applications

The Arctic region becoming very active area of the industrial developments since it may contain approximately 15-25% of the hydrocarbon and other valuable natural resources which are in great demand nowadays. Harsh operation conditions make the Arctic region difficult to access due to low temperatures which can drop below -50 °C in winter and various additional loads. As a result, newer and modified metallic materials are implemented which can cause certain problems in welding them properly. Steel is still the most widely used material in the Arctic regions due to high mechanical properties, cheapness and manufacturability. Moreover, with recent steel manufacturing development it is possible to make up to 1100 MPa yield strength microalloyed high strength steel which can be operated at temperatures -60 °C possessing reasonable weldability, ductility and suitable impact toughness which is the most crucial property for the Arctic usability. For many years, the arc welding was the most dominant joining method of the metallic materials. Recently, other joining methods are successfully implemented into welding manufacturing due to growing industrial demands and one of them is the laser-arc hybrid welding. The laser-arc hybrid welding successfully combines the advantages and eliminates the disadvantages of the both joining methods therefore produce less distortions, reduce the need of edge preparation, generates narrower heat-affected zone, and increase welding speed or productivity significantly. Moreover, due to easy implementation of the filler wire, accordingly the mechanical properties of the joints can be manipulated in order to produce suitable quality. Moreover, with laser-arc hybrid welding it is possible to achieve matching weld metal compared to the base material even with the low alloying welding wires without excessive softening of the HAZ in the high strength steels. As a result, the laser-arc welding methods can be the most desired and dominating welding technology nowadays, and which is already operating in automotive and shipbuilding industries with a great success. However, in the future it can be extended to offshore, pipe-laying, and heavy equipment industries for arctic environment. CO2 and Nd:YAG laser sources in combination with gas metal arc source have been used widely in the past two decades. Recently, the fiber laser sources offered high power outputs with excellent beam quality, very high electrical efficiency, low maintenance expenses, and higher mobility due to fiber optics. As a result, fiber laser-arc hybrid process offers even more extended advantages and applications. However, the information about fiber or disk laser-arc hybrid welding is very limited. The objectives of the Master’s thesis are concentrated on the study of fiber laser-MAG hybrid welding parameters in order to understand resulting mechanical properties and quality of the welds. In this work only ferrous materials are reviewed. The qualitative methodological approach has been used to achieve the objectives. This study demonstrates that laser-arc hybrid welding is suitable for welding of many types, thicknesses and strength of steels with acceptable mechanical properties along very high productivity. New developments of the fiber laser-arc hybrid process offers extended capabilities over CO2 laser combined with the arc. This work can be used as guideline in hybrid welding technology with comprehensive study the effect of welding parameter on joint quality.

CTQ process flow development and the impact for cost of quality

Tämä työ tehtiin Kone Industrial Oy:lle Major Projects yksikköön, laatuosastolle. Kone Major Projects yksikkö keskittyy erikoisiin ja suuriin hissi- ja liukuporras projekteihin. Työn tavoitteena oli luoda harmonisoitu prosessi hissikomponenttien laaduntarkkailua varten sekä tarkastella ja vertailla kustannussäästöjä, jota tällä uudella prosessilla voidaan saavuttaa. Tavoitteena oli saavuttaa 80-prosentin kustannussäästöt laatukustannuksissa uuden laatuprosessin avulla. Työn taustana ja tutkimusongelmana ovat lisääntyneet erikoisprojektit ja niiden myötä lisääntynyt laaduntarkkailun tarve. Ongelmana laaduntarkkailussa voitiin pitää harmonisoidun ja selkeän prosessin puuttumista C-prosessikomponenttien valmistuksessa. Lisäksi kehitysprosessin aikana luotiin vanhojen työkalujen pohjalta keskeinen laaduntarkkailutyökalu, CTQ-työkalu. Työssä käsitellään ensin Konetta yhtiönä ja selvitetään Koneen keskeisimmät prosessit työn taustaksi. Teoria osuudessa käsitellään prosessin kehitykseen liittyviä teorioita sekä yleisiä laatukäsitteitä ja esitetään teorioita laadun asemasta nykypäivänä. Lopuksi käsitellään COQ eli laatukustannusten teoriaa ja esitellään teoria PAF-analyysille, jota käytetään työssä laatukustannusten vertailuun case esimerkin avulla. Työssä kuvataan CTQ prosessin luominen alusta loppuun ja case esimerkin avulla testataan uutta CTQ prosessia pilottihankkeessa. Tässä case esimerkissä projektin bracket eli johdekiinnitysklipsi tuotetaan uuden laatuprosessin avulla sekä tehdään kustannusvertailu saman projektin toisen bracketin kanssa, joka on tuotettu ennen uuden laatuprosessin implementoimista. Työn lopputuloksena CTQ prosessi saatiin luotua ja sitä pystyttiin testaamaan käytännössä case esimerkin avulla. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että CTQ prosessin käyttö vähentää laatukustannuksia huomattavasti ja helpottaa laadunhallintaa C-prosessikomponenttien tuotannossa.

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.

Scientific creativity and diversity of physical work environment: framework development

The aim of this research was to develop a framework to analyze how physical environment influences scientific creativity. Due to the relative novelty of this topic, there is still a gap in the unified method to study connection between physical environment and creativity. Therefore, in order to study this issue deeply, the qualitative method was used (interviews and qualitative questionnaire). Scientists (PhD students and senior researchers) of Graduate School of Management were interviewed to build the model and one expert interview was conducted to assess its validity. The model highlights several dimensions via which physical environment can influence scientific creativity: Comfort, Instruments and Diversity. Comfort and Instruments are considered to be related mostly to productivity, an initial requirement for creativity, while Diversity is the factor responsible for supporting all the stages of scientific creative process. Thus, creative physical environment is not one place by its nature, but an aggregative phenomenon. Due to two levels of analysis, the model is named the two-level model of creative physical environment.

Hydramata: Building a Nimble Solution with Hydra to Transcend the Institutional Repository

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Building the ‘Digital’ Library: Routes to Managing our Institutional Digital Learning, Teaching and Research Assets Together

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014