Luistonestojärjestelmän ja elektronisen tasauspyörästön testaus ja implementointi hybridityökoneympäristöön

Työssä toteutettiin C-kielellä luistonestojärjestelmä ja elektroninen tasauspyörästö Simulinkmallien pohjalta hybridityökoneeseen. Hybridityökoneen sähkökäytöt mahdollistavat tarkan vääntömomentin säädön, joka mahdollistaa työssä kuvatun kaltaisen järjestelmän toteuttamisen. Toteutettua järjestelmää simuloitiin MeVEA Oy:n ajoneuvomallinnukseen kehitetyssä simulaattorissa. Lisäksi järjestelmästä kehitettiin Visedo Oy:n sähkökäyttösimulaattoriin sopiva versio, jota testattiin Visedon sähkökäyttöjä simuloivan ohjelman kanssa. Simulointituloksien mukaan luistonesto estää vetäviä pyöriä luistamasta liukkaalla alustalla eikä toisaalta vähennä aiheetta kuljettajan asettamaa vääntömomenttia. Myös sähköinen tasauspyörästö toimi kuten oli suunniteltu. Työssä kehitetty luistonesto tarvitsee toimiakseen tiedon ajoneuvon kokonaismassasta, joten työssä kehitettiin myös tapa ajoneuvon massan estimoimiseksi ajoneuvon kiihdyttäessä. Massan estimointia testattiin pitävällä ja liukkaalla alustalla. Massan estimointi toimi simulaattoriympäristössä hyvällä tarkkuudella.

Surface chemistry of fibres and vessel elements in chemical and recycled pulps

Den viktigaste råvaran i papperstillverkning är pappersmassa. Massan innehåller (ved)fibrer men också finmaterial och andra typers (ved)celler, så som kärlceller. Hur dessa komponenter beter sig under arkformationen i pappersmaskinen eller hur de bidrar till egenskaperna hos det färdiga pappret avgörs till stor del av massakomponenternas ytkemiska sammansättning, fysiska struktur och mängden joniserbara grupper på ytan. I denna avhandling studerades ytegenskaperna hos fraktionerade kemiska massor och returfibermassor med avancerade analystekniker. Rester av avfärgningskemikalier identifierades på både returfibrer och på kärlceller. Dessa kan påverka arkformationen och arkstyrkan på returfiberpapper. Kärlcellernas cellväggsstruktur visade sig skilja sig från fibrernas. Resultaten kan främja utvecklingen av returfiberprosessen och användningen av kärlcellsrika lövvedsmassor.

Lapin alueellinen jätesuunnitelma

Lapin alueellinen jätesuunnitelma on laadittu Lapin elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksessa. Suunnitteluprosessissa on sovellettu SOVA-lain eli viranomaisten suunnitelmien ja ohjelmien ympäristövaikutusten arvioinnista annetun lain (200/2005) mukaista ympäristöarviointia. Lapin jätesuunnitelmassa tarkastellaan maakunnan jätehuollon nykytilaa ja kehittämistarpeita, määritetään tavoitteita vuodelle 2020 sekä esitetään suunnittelun painopistealueille tarpeellisia jätehuollon kehittämistoimia. Painopistealueet on valittu suunni-telman valmisteluvaiheessa saatujen viranomaislausuntojen ja yleisen kuulemispalautteen perusteella. Suunnittelukaudella keskitytään yhdyskuntien biohajoavan jätteen ja energiajätteen ohjaamiseen pois kaatopaikoilta, jätehuollon palvelutason parantamiseen sekä tiettyjen elinkeinotoimintojen jätehuollon kehittämiseen. Jätehuollon palvelutason parantamiseen on sisällytetty roskaantumisen torjunta. Elinkeinotoimintojen osalta on tarkasteltu suurten matkailukeskusten sekä maaseutue¬linkeinojen (maa-, poro- ja kalatalous) jäteasioita. Lisäksi on selvitetty energiantuotannossa muodostuvien tuhkien käsittelyä ja hyödyntämismahdollisuuksia. Suunnitelman painopistealueille on esitetty yhteensä lähes viisikymmentä jätehuollon kehittämistoimea. Tuotannossa ja kulu-tuksessa muodostuvan jätteen määrää pyritään vähentämään kiinnittämällä jäteneuvonnan, tiedotuksen ja koulutuksen avulla kansalaisten huomiota jokaisen yksilön vaikutusmahdollisuuksiin jätteen synnyn ehkäisemisessä niin yrityksissä kuin kotitalouk-sissakin. Kaatopaikalle päätyvien sekajätepussien määrään ja sisältöön pyritään vaikuttamaan mm. edistämällä kiinteistökohtaista kompostointia, kohentamalla tuottajavastuun alaisten jätteiden lajittelu- ja keräysmahdollisuuksia sekä laajentamalla biojätteen erilliskeräystä. Eloperäisten jätteiden hyödyntämistä edistetään mm. käsittelemällä niitä biokaasu- ja kompostointilaitoksissa. Energiahyödyntämiseen ohjataan jätehierarkian periaatteen mukaisesti jätteitä, joita ei voida kohtuullisin kustannuksin ja ekote-hokkaasti kierrättää materiaalina. Jätesuunnitelman tavoitteiden toteutumista ja kehittämistoimien etenemistä seurataan määrällisten ja laadullisten indikaattorien avulla. Väliraportti laaditaan vuonna 2016, jolloin sitä voidaan tarvittaessa hyödyntää myös valtakunnallista jätesuunnitelmaa tarkistettaessa.

Suomen metsäteollisuuden päästökehitys vuoteen 2020

Metsäteollisuudessa on käynnissä rakennemuutos, joka tuo haasteita toimialan ympäristöasioiden hallintaan sekä ympäristölupia myöntävän ja valvovan viranomaisen toimintaan. Lähivuosina tulee myös runsaasti voimaan uutta lainsäädäntöä, joka vaikuttaa metsäteollisuuden ympäristöasioiden hallintaan. Tämän työn tarkoituksena oli arvioida Suomen kemiallisen metsäteollisuuden päästökehitystä vuoteen 2020 huomioiden metsäteollisuuden uusi tuotanto sekä lähivuosina voimaan tuleva ympäristölainsäädäntö, erityisesti päivitettävänä oleva massa- ja paperiteollisuuden BREF-asiakirja. Päästökehitystä arvioitiin viiden skenaarion avulla. Vesistöpäästöjen osalta tarkasteltiin COD- ja AOX-päästöjä sekä typpi- ja fosforipäästöjä, ja ilmapäästöjen osalta sellun tuotannon rikki- ja typpioksidi- sekä hiukkaspäästöjä. Massan- ja paperintuotannon oletettiin pysyvän muutaman prosentin nykyistä tasoa korkeammalla tasolla. Uuden tuotannon osalta kahdessa skenaariossa huomioitiin nestemäisten biopolttoaineiden tuotanto kolmella laitoksella, yhteensä 600 000 t/a. Päästölaskennassa käytettiin päivitettävänä olevan massa- ja paperiteollisuuden BREF-asiakirjan BAT-päätelmissä annettuja luonnoksia uusista päästötasoista. Skenaarioiden pohjalta havaittiin, että massa- ja paperiteollisuuden BAT-päätelmien mukaiset päästötasot eivät tuo merkittäviä muutoksia metsäteollisuuden vesistöpäästöihin vuoteen 2020 mennessä. Biojalosteiden tuotannon vaikutus vesistöpäästöihin todettiin myös hyvin vähäiseksi. Sen sijaan ilmaan johdettavat päästöt pienenevät huomattavasti: hiukkaspäästöt vähenivät 42–50 prosenttia uusien päästötasojen myötä. Biojalosteiden tuotannon vaikutus oli myös merkittävämpi kuin ilmapäästöihin kuin vesistöpäästöihin. Prosentuaalisesti eniten biojalostus lisäsi rikkidioksidipäästöjä.

Mikkelin seudun palvelukohteiden opastussuunnitelma

Palvelukohteilla tarkoitetaan tienkäyttäjille palveluja tarjoavia palveluyrityksiä ja -toimintoja. Palvelukohteiden opastukseen käytetään erilaisia opastusmerkkejä ja kohdetunnuksia. Opastusmerkkien asettaminen ja ylläpito ovat yleensä opastettavan kohteen ylläpitäjän vastuulla. Opastusmerkit edellyttävät tienpitäjän lupaa. Vuonna 2007 palvelukohteiden viitoitusuudistuksessa laajennettiin opastusmerkeissä ruskean värin käyttöä, lisättiin kohdetunnusten määrää ja otettiin käyttöön uusia opastusmerkkejä. Myös palvelukohteiden viitoitusohjeita ja yleisiä viitoitusperiaatteita tarkistettiin. Suunnitelman tavoitteena on saada alueelle yhtenäinen, selkeä ja ajallisesti kestävä palvelukohteiden viitoitusjärjestelmä, joka helpottaa tienkäyttäjiä löytämään tarvitsemansa palvelut. Suunnittelualue käsittää Mikkelin kaupungin ja Hirvensalmen, Juvan, Kangasniemen, Mäntyharjun, Pertunmaan, Puumalan ja Ristiinan kunnat. Suunnitelmaa laadittaessa on käytetty Tiehallinnon vuonna 2007 uusittuja ohjeita ”Palvelukohteiden alueellisen opastussuunnitelma laatiminen” ja ”Palvelukohteiden viitoitus”.

Joensuun seudun ja Keski-Karjalan palvelukohteiden opastussuunnitelma

Palvelukohteilla tarkoitetaan tienkäyttäjille palveluja tarjoavia palveluyrityksiä ja -toimintoja. Palvelukohteiden opastukseen käytetään erilaisia opastusmerkkejä ja kohdetunnuksia. Opastusmerkkien asettaminen ja ylläpito ovat yleensä opastettavan kohteen ylläpitäjän vastuulla. Opastusmerkit edellyttävät tienpitäjän lupaa. Vuonna 2007 palvelukohteiden viitoitusuudistuksessa laajennettiin opastusmerkeissä ruskean värin käyttöä, lisättiin kohdetunnusten määrää ja otettiin käyttöön uusia opastusmerkkejä. Myös palvelukohteiden viitoitusohjeita ja yleisiä viitoitusperiaatteita tarkistettiin. Suunnitelman tavoitteena on saada Joensuun seudulle ja Keski-Karjalaan yhtenäinen, selkeä ja ajallisesti kestävä palvelukohteiden viitoitusjärjestelmä, joka helpottaa tienkäyttäjiä löytämään tarvitsemansa palvelut. Suunnittelualue käsittää Ilomantsin, Joensuun, Kesälahden, Kiteen, Kontiolahden, Liperin, Outokummun, Polvijärven, Rääkkylän ja Tohmajärven kuntien alueen. Kesälahden kunta on 1.1.2013 alkaen yhdistynyt Kiteen kaupunkiin, mutta tässä suunnitelmassa sitä on käsitelty omana kuntanaan. Suunnitelmaa laadittaessa on käytetty Tiehallinnon ohjeita ”Palvelukohteiden alueellisen opastussuunnitelma laatiminen” ja ”Palvelukohteiden viitoitus”. Suunnittelutyötä ovat ohjanneet Raimo Kaikkonen ja Hanna Turunen Pohjois-Savon ELY-keskuksesta sekä Juhana Ketola Pirkanmaan ELY-keskuksen valtakunnallisesta Liikenteen asiakaspalvelukeskuksesta. Suunnitelman laatimiseen ovat kuntayhdyshenkilöinä osallistuneet Veijo Kurki Ilomantsin kunnasta, Jarmo Tihmala ja Tuija Tiira Joensuun kaupungista, Jorma Turunen Kesälahden kunnasta, Suvi Spoof Kiteen kaupungin ja Keski-Karjalan kehitysyhtiö KETIn edustajana, Sauli Hyttinen Kontiolahden kunnasta, Reino Kuivalainen Liperin kunnasta, Ulla-Riitta Moilanen Outokummun kaupungista, Pauli Vaittinen ja Helena Kaasinen Polvijärven kunnasta, Raita Joutsensaari Rääkkylän kunnasta ja Liisa Laasonen Tohmajärven kunnasta. Kuntayhdyshenkilöt ovat auttaneet palvelukohteiden ja niiden sisältämien palvelujen kartoittamisessa, osallistuneet suunnitelman esittelytilaisuuksiin sekä kommentoineet suunnitelmaluonnoksia. Marraskuussa 2012 on pidetty palvelukohdeyrittäjille ja sidosryhmille tarkoitetut suunnittelu- ja esittelytilaisuudet Kiteellä, Joensuussa ja Polvijärvellä. Suunnitelmaluonnokset ovat marraskuussa 2012 olleet internetissä nähtävillä ja kommentoitavissa, jolloin niistä on saatu runsaasti palautetta. Palaute on mahdollisuuksien mukaan otettu huomioon suunnitelmaa viimeisteltäessä. Suunnitelman laatijana on toiminut Ramboll Finland Oy, jossa työstä ovat vastanneet Olli Mäkelä, Pilvi Lesch ja Susanna Kukkonen.

Ylä-Savon palvelukohteiden opastussuunnitelma

Palvelukohteilla tarkoitetaan tienkäyttäjille palveluja tarjoavia palveluyrityksiä ja -toimintoja. Palvelukohteiden opastukseen käytetään erilaisia opastusmerkkejä ja kohdetunnuksia. Opastusmerkkien asettaminen ja ylläpito ovat yleensä opastettavan kohteen ylläpitäjän vastuulla. Opastusmerkit edellyttävät tienpitäjän lupaa. Vuonna 2007 palvelukohteiden viitoitusuudistuksessa laajennettiin opastusmerkeissä ruskean värin käyttöä, lisättiin kohdetunnusten määrää ja otettiin käyttöön uusia opastusmerkkejä. Myös palvelukohteiden viitoitusohjeita ja yleisiä viitoitusperiaatteita tarkistettiin. Suunnitelman tavoitteena on saada Ylä-Savoon yhtenäinen, selkeä ja ajallisesti kestävä palvelukohteiden viitoitusjärjestelmä, joka helpottaa tienkäyttäjiä löytämään tarvitsemansa palvelut. Suunnittelualue käsittää Iisalmen, Keiteleen, Kiuruveden, Lapinlahden, Pielaveden, Sonkajärven ja Vieremän kuntien alueen. Suunnitelmaa laadittaessa on käytetty Tiehallinnon ohjeita ”Palvelukohteiden alueellisen opastussuunnitelma laatiminen” ja ”Palvelukohteiden viitoitus”. Suunnittelutyötä ovat ohjanneet Raimo Kaikkonen ja Hanna Turunen Pohjois-Savon ELY-keskuksesta sekä Juhana Ketola Pirkanmaan ELY-keskuksen valtakunnallisesta Liikenteen asiakaspalvelukeskuksesta. Suunnitelman laatimiseen ovat kuntayhdyshenkilöinä osallistuneet Jarmo Miettinen ja Jyrki Könttä Iisalmen kaupungista, Eero Ryhänen Keiteleen kunnasta, Jukka Jaakkola Kiuruveden kaupungista, Kirsti Tiirikainen Lapinlahden kunnast, Tuija Valta, Anu Lehto ja Vilma Kröger Pielaveden kunnasta, Jari Sihvonen ja Eero Pitkänen Sonkajärven kunnasta sekä Maija-Leena Kemppainen Vieremän kunnasta. Virpi Murtola on osallistunut työhön Ylä-Savon Kehitys Oy:n edustajana ja Riikka-Leena Lappalainen on toiminut alueen yrittäjien edustajana. Kuntayhdyshenkilöt ovat auttaneet palvelukohteiden ja niiden sisältämien palvelujen kartoittamisessa, osallistuneet suunnitelman esittelytilaisuuksiin sekä kommentoineet suunnitelmaluonnoksia. Marraskuussa 2012 on pidetty palvelukohdeyrittäjille ja sidosryhmille tarkoitetut suunnittelu- ja esittelytilaisuudet Iisalmessa ja Pielavedellä. Suunnitelmaluonnokset ovat marraskuussa 2012 olleet internetissä nähtävillä ja kommentoitavissa, jolloin niistä on saatu runsaasti palautetta. Palaute on mahdollisuuksien mukaan otettu huomioon suunnitelmaa viimeisteltäessä. Suunnitelman laatijana on toiminut Ramboll Finland Oy, jossa työstä ovat vastanneet Olli Mäkelä, Pilvi Lesch, Esa Laurikainen ja Susanna Kukkonen.

Kartongin reunaimeytymän hallittavuus

Kuppikartongin yksi tärkeimmistä ominaisuuksista on reunaimeytymän vastustuskyky, joka tulee olla riittävällä tasolla laadun takaamiseksi. Koska yksinkertainen juomakuppi on bulkki¬tuote, ei sen raakareunaa kannata taloudellisuuden vuoksi suojata tätä varten kehitellyillä menetelmillä vaan itse kartongin tulee vastustaa nesteitä riittävässä määrin. Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää hydrofobointiin käytettävän massaliiman (hartsi) sekä pintaliiman joukkoon annosteltavan lisäaineen välinen optimaalinen suhde parhaan vastustuskyvyn saavuttamiseksi. Lisäksi selvitettiin joidenkin liimapuristimen ajo-olosuhteiden vaikutusta pintaliiman pick-upiin sekä koneen pH-tason oikeellisuus. Jauhatuksen vaikutusta tutkittiin lähinnä historiatietojen avulla. Tutkimus koostui viidestä tehdasmittakaavaisesta koeajosta, joiden avulla selvitettiin muuttujien vaikutus sisäisellä reunaimeytymän määritysmenetelmällä sekä määrittä¬mällä koepisteistä kulloinkin mielenkiinnon kohteena olleet kemikaalipitoisuudet. Viimeisen koeajon koepisteet jalostettiin lisäksi valmiiksi kupeiksi. Käytetty reunaimeytymän määritysmenetelmä osoittautui virhealttiiksi eivätkä raakakartongista tehtyjen määritysten tulokset korreloineet kovinkaan voimakkaasti PE-päällystettyjen näytteiden kanssa. Menetelmän kehitystä on viety eteenpäin tämän työn rinnalla ja työ jatkuu edelleen. Lisäksi kartongin hartsipitoisuusmääritysten tuloksista paljastui ristiriitaisuuksia, joiden vuoksi menetelmää uusittiin voimakkaasti. Reunaimeytymän vastustuksen riittävyydeksi koneella käytettävien massaliima-annosten tulee olla vähintään valitulla nollatasolla kaikissa kerroksissa ja pintaliiman lisäaine tulee pitää käytössä. Mikäli lisäaine jätetään pois käytöstä, tulee massaliima-annokset olla hyvin korkeita, eikä tämäkään takaa täysin reunaimeytymätöntä lopputuotetta. Lisäaineen ollessa käytössä ei suuremmalla massaliima-annoksella ole puolestaan merkittävää vaikutusta. Konetta ajetaan nykyisin hyvin alhaisella pH-tasolla, mutta tason nostaminen aiheuttaa selvän liimauksen heikkenemisen. Liimapuristimelle tulevan radan kosteudella ja pintaliiman kuiva-aineella ei näyttäisi olevan vaikutusta kartongin reunaimeytymän vastustuskykyyn. Myöskään taustakerroksen koivun jauhatusasteella ei ole merkitystä alueella, jolla koneella operoidaan. CTMP-massan jauhatuksen tulee sen sijaan olla riittävä, jotta keskikerrokseen ei synny yksittäisiä, pitkiä imeytymiä.

Vertaileva tutkimus taisteluvarustuksen fyysisestä kuormittavuudesta

Kaartin Jääkärirykmentissä koulutetaan asutuskeskustaistelijoita pääkaupungin puolustamiseen. Joukko-osasto on kehittänyt kaupunkijääkärin suorituskykyä hankkimalla uusia ballistisia suojavarusteita ja taisteluvälineitä. Taisteluvarustuksen massan kasvaminen on tuonut haasteita kaupunkijääkärin suorituskyvylle ja fyysisen toimintakyvyn säilyttämiselle kaupunkitaisteluolosuhteissa. Tutkimuksessa vertailtiin laboratoriossa suoritettujen kokeiden sekä käytännön kenttäkokeiden avulla sotilaan taisteluvarustuksen m/91 (noin 16.8 kg) ja kaupunkijääkärin taisteluvarustuksen m/05 (noin 30.3 kg) fyysistä kuormittavuutta ja vaikutusta fyysiseen suorituskykyyn hyökkäystaistelussa rakennetulla alueella. Tarkasteltavia muuttujia olivat sydämen syketaajuus, veren laktaattipitoisuus, subjektiivisen kuormituksen tunteminen sekä kenttäkokeeseen käytetty suoritusaika. Tutkimuksessa pyrittiin tarkastelemaan maksimaalisen hapenottokyvyn, kehon antropometristen ominaisuuksien sekä voimaominaisuuksien merkitystä eripainoista taakka kantaessa. Laboratoriotestit toteutettiin Hämeen Rykmentin Urheilukoulun testiasemalla ja käytännön kenttäkokeet Santahaminan esteradan alueelle simuloidulla asutuskeskustaisteluradalla. Kenttäkokeessa koehenkilöiden (n = 12) tehtävänä oli suorittaa hyökkäystehtävä lähtöasemasta tavoitteeseen jalan. Ohjeeksi annettiin, että taisteluvalmius ja fyysinen toimintakyky tuli säilyttää koko simuloidun hyökkäystehtävän ajan aina tavoitteeseen saakka. Simuloitu kenttäkoe koostui neljästä vaiheesta ja hyökkäyksen kokonaispituus oli noin 1480 metriä. Kenttäkokeen tulosten mukaan henkilökohtaisen taisteluvarustuksen massan kasvaminen 16.8 kg:sta 30.3 kg:n ei aiheuta tilastollisesti merkitseviä eroja sydämen syketaajuudessa tai veren laktaattipitoisuudessa. Subjektiivisen kuormittuneisuuden tuntemuksissa havaittiin kenttäkokeen aikana taisteluvarustusten m/91 ja m/05 välillä tilastollisesti lähes merkitseviä eroja (p< 0.05). Koehenkilöt tunsivat elimistössään raskaamman taakan (m/05) aiheuttaman fyysisen kuormittavuuden ja tietoisesti hidastivat etenemisnopeuttaan. Tämän vuoksi fysiologisissa vasteissa (syke ja veren laktaattipitoisuus) ei havaittu merkitseviä muutoksia. Raskaamman taakan kanssa suoritetussa kenttäkokeessa subjektiivisen kuormittuneisuuden tuntemus aiheutti fyysisen suorituksen intensiteetin ja hyökkäysnopeuden hidastumisen. Tämän vuoksi suoritusajoissa taisteluvarustusten m/91 vs. m/05 kanssa suoritetussa kenttäkokeessa havaittiin tilastollisesti erittäin merkitseviä eroja p< 0.001. Koehenkilöiden välisissä vertailuissa maksimaalinen hapenottokyky oli tilastollisesti lähes merkitsevästi parempi p< 0.05 m/05 varustuksessa koko kenttäkokeen radan suorittaneilla verrattuna niihin henkilöihin, jotka eivät suorittaneet hyväksytysti koko kenttäkoetta taisteluvarustuksessa m/05. Kenttäkokeen raskaammassa varustuksessa hyväksytysti suorittaneilla koehenkilöillä oli myös laboratoriomittausten tulosten perusteella suuremmat voimaominaisuudet yläraajoissa, keskivartalossa ja alaraajoissa. Voimaominaisuuksien välillä ei havaittu suoritusryhmien välillä tilastollisesti merkitseviä eroja. Vahvimmat korrelaatiot kenttäkokeen suoritusajan ja raskaamman taakan (m/05) välillä havaittiin koehenkilöiden jalkalihasten maksimivoimassa (r = - 0.69, p< 0.05), vatsalihaksissa (r = - 0.68, p< 0.05) ja kehon painossa (r = - 0.63, p< 0.05.) Tämän tutkimuksen tulokset tukevat näkemystä, jonka mukaan kaupunkijääkärin hyökkäystaistelussa kaupunkiympäristössä korostuvat yksilön maksimaalinen hapenottokyky, keskivartalon vatsalihakset, alaraajojen voimantuotto-ominaisuudet sekä kehon koostumus. Kaupunkijääkäreiksi koulutettavien sotilaiden valinnoissa on kiinnitettävä huomiota yksilön aerobiseen kestävyyteen, antropometrisiin ominaisuuksiin sekä voimaominaisuuksiin. Aerobisen kestävyyden laadukas harjoittaminen ja voimaominaisuuksien nousujohteinen kehittäminen ovat tärkeitä osia kaupunkijääkäreiden liikuntakoulutusta.

Improvement of wet and dry web properties in papermaking by controlling water and fiber quality

Pappersindustrin står inför många utmaningar och bör uppfylla krav som ställs av t.ex. marknadstrender och slutanvändare. Snabbare och effektivare processer ställer även större krav på pappersbanans mekaniska egenskaper. Avbrott i produktionen sker inte enbart pga. låg styrka utan orsaken kan även vara en för låg spänning i pappersbanan. De flesta problemen sker vid våtpressen och/eller i början av torkpartiet då papprets torrhalt är 30-70 %. Spänningen hålls inte konstant efter töjning, utan sjunker pga. papprets relaxering, som till största delen sker då pappret flyttas från pressen till torkpartiet. Ur forskningssynvinkel öppnar en smidigt fungerande verksamhet med potentiella energibesparingar upp möjligheterna för förbättring av befintliga processer. I detta arbete undersöktes hur olika faktorer inverkar på fibernätverkets avvattning, initiala våtstyrka och relaxering samt också på slutproduktens mekaniska egenskaper och ytegenskaper. I första delen ändrades processvattnets egenskaper, såsom pH, konduktivitet och ytspänning. Ytspänningen varierades genom tillsatts av ett nonjoniskt ytaktivt ämne, s.k. surfaktant. Fiberegenskaperna modifierades också. Fibern maldes antingen genom en mild eller genom en hård process. Effekten av finmaterial undersöktes genom att tillsätta finmaterial till den ursprungliga massan eller genom att avlägsna finmaterialet från den malda massan. I den sista delen användes en hemicellulosa, som finns i stora mängder i gran, som tillsatsmedel. Förutom naturliga galaktoglukomannaner (GGM), tillverkades också en katjoniserad, en karboximetylerad samt en iminerad, amfifil GGM. Dessa användes i pappersmassa eller sprayades på ytan av ett nybildat ark. Resultaten, som erhölls i denna avhandling, bildar en värdefull kunskapsbas, som kan användas för kontroll och reglering av pappersmaskinens körbarhet och papperskvalitet.

Effects of mineral sorting on concentrator design and economics

Ore sorting after crushing is an effective way to enhance the feed quality of a concentrator. Sorting by hand is the oldest way of concentrating minerals but it has become outdated because of low capacities. Older methods of sorting have also been difficult to use in large scale productions due to low capacities of sorters. Data transfer and processing and the speed of rejection mechanisms have been the bottlenecks for effective use of sorters. A fictive chalcopyrite ore body was created for this thesis. The properties of the ore were typical of chalcopyrite ores and economical limit was set for design. Concentrator capacity was determined by the size of ore body and the planned mine life. Two concentrator scenarios were compared, one with the sorting facility and the other without sorting. Comparison was made for quality and amount of feed, size of equipment and economics. Concentrator with sorting had lower investment and operational cost but also lower incomes due to the ore loss in sorting. Net cash flow, net present value and internal rate of interest were calculated for comparison of the two scenarios.

Brittleness of Paper

Brittleness is a well-known material characteristic but brittleness of paper is vaguely covered. The objective of this thesis was to characterize the phenomenon and causes around brittleness of paper and to clarify if it is a measurable property. Brittleness of paper was approached from the perspectives of paper physics and paper mills. Brittleness is a property of dry paper and it causes problems at the finishing stages of paper machine. According to paper physics, brittle materials fail in the elastic regime, while ductile materials can locally accumulate a plastic deformation prior to the fracture and they are often able to withstand higher stresses. Brittleness of paper is vastly affected by the surrounding conditions: paper as a hygroscopic material tries to get to the equilibrium. It is also affected by the quality of the pulp used. Measurement techniques can be divided into two categories: based on the viscoelastic behavior of paper and on the exposure to the mechanical stress of sort. The experimental part of the thesis was based on the trials with brittle and non-brittle mill-made LWC papers. It is divided into three parts: strength testing of the brittle and non-brittle papers, analysis of the conditions that may contribute the brittleness and the experimental methods to evaluate brittle behavior. The strength measurements confirmed the influence of the moisture content, but only tensile energy absorption and the fracture toughness measurements provided modest differences between the brittle and non-brittle papers. Versatile analysis of the possible contributing factors resulted into speculation, while the brittle papers contained higher amount of starch, triglycerides and steryl esters. The experimental research proved that the formation, the sensory impression and the variation of local strains may contain the crucial information of paper brittleness.

Characterisation of Functional Brown Adipose Tissue In Adult Humans

The white adipose tissue mainly serves the purpose of energy storage, while brown adipose tissue (BAT) has the capacity to generate heat under cold conditions in mammals and in human infants. BAT is controlled by the central nervous system, and BAT function is accompanied by increased energy expenditure. However, it was not previously certain whether adult humans also have functional BAT. The aim of this doctoral work was to identify functional BAT in adult humans and to characterise its glucose uptake and blood flow under cold and insulin stimulation conditions in lean and in obese humans, by using positron emission tomography. Further, the impact of weight loss on BAT glucose uptake was assessed. Cerebral glucose uptake was also studied in relation to BAT function and cold exposure. The results showed that healthy adult humans have functional BAT, as assessed by the intense cold-induced glucose uptake and by biopsies. BAT was also found to be a highly insulinsensitive tissue in lean humans, but the effects of insulin and cold exposure were attenuated in obese humans, although the glucose uptake capacity of cold-activated BAT might be increased by weight loss. Blood flow in the BAT of lean humans was associated with whole-body energy expenditure. The presence of cold-activated BAT was related to lower body mass index and higher insulin sensitivity. Finally, BAT activation was linked to the activity of the cerebellum, the thalamus and certain neocortical regions. The cold-induced cerebral glucose uptake was also lower in obese than in lean adult humans.

Seulonnan erotustehokkuuden määrittäminen - tarkastelussa Reichertin kartioseula

Seulonta on vanha ja teollisuudessa yleisesti käytetty erotusmenetelmä. Huolimat-ta yksinkertaisesta prosessista seulontaa ilmiönä on tutkittu vähän. Prosessin yk-sinkertaisuus on voinut osaltaan vaikuttaa tutkijoiden mielenkiintoon aihetta koh-taan. Tutkimuksen vähyys näkyy etenkin painovoimaiseen seulontaan liittyvän kirjallisuuden vähyytenä. Kirjallisuusosassa käsitellään seulonnan taustaa ja märkä- sekä kuivaseulontaa. Lisäksi määritetään seulontaan vaikuttavat tekijät ja kar-toitetaan seulontaan liittyvää matematiikkaa. Työn kokeellisessa osassa tutkitaan Reichertin kartioseulan erotustehokkuutta 10, 12,5 ja 15 asteen kallistuskulmissa. Tutkimukset tehdään ideaalisille pallomaisille lasihelmille. Mittaustulosten avulla tutkitaan myös partikkelien liikettä seulapin-nalla ja syötetyn massan vaikutusta erotustehokkuuteen. Kokeellisia mittaustulok-sia käytetään MATLAB-mallinnuksessa, jonka avulla optimoidaan kartioseulan kallistuskulmaa ja massapanosta suhteessa erotustehokkuuteen. Tutkimuksen kannalta olennaisia kysymyksiä ovat: ”Onko painovoimaan perustuva erottelu seuloilla riittävä takaamaan hyvän erotustehokkuuden?” ja ”Mikä on seulan ero-tustehokkuuden kannalta optimaalinen kallistuskulma ja syötettävä massa?” Reichertin kartioseulan etuja ovat sen energiatehokkuus ja yksinkertainen helposti säädettävä prosessi. Koemittauksista havaitaan, että erotustehokkuus vastaa opti-moinnin tuloksia. Seulan liian pieni kallistuskulma ja suuri massapanos pienentävät seulan erotustehokkuutta. Lisätutkimuksia tarvitaan eri kallistuskulmilla ja materiaaleilla, jotta tuloksia voidaan verrata todellisiin seulontaprosesseihin.

Oxalic acid and calcium oxalate in production of wood-containing paper : formation, analysis, and control

Papperstillverkningen störs ofta av oönskade föreningar som kan bilda avsättningar på processytor, vilket i sin tur kan ge upphov till störningar i pappersproduktionen samt försämring av papperskvaliteten. Förutom avsättningar av vedharts är stenliknande avlagringar av svårlösliga salter vanliga. I vårt dagliga liv är kalkavlagringar i kaffe- och vattenkokare exempel på liknande problem. I massa- och pappersindustrin är en av de mest problematiska föreningarna kalciumoxalat; detta salt är nästan olösligt i vatten och avlagringarna är mycket svåra att avlägsna. Kalciumoxalat är också känt som en av orsakerna till njurstenar hos människor. Veden och speciellt barken innehåller alltid en viss mängd oxalat men en större källa är oxalsyra som bildas när massan bleks med oxiderande kemikalier, t.ex. väteperoxid. Kalciumoxalat bildas när oxalsyran reagerar med kalcium som kommer in i processen med råvattnet, veden eller olika tillsatsmedel. I denna avhandling undersöktes faktorer som påverkar bildningen av oxalsyra och utfällningen av kalciumoxalat, med hjälp av bleknings- och utfällningsexperiment. Forskningens fokus låg speciellt på olika sätt att förebygga uppkomsten av avlagringar vid tillverkning av trähaltigt papper. Resultaten i denna avhandling visar att bildningen av oxalsyra samt utfällning av kalciumoxalat kan påverkas genom processtekniska och våtändskemiska metoder. Noggrann avbarkning av veden, kontrollerade förhållanden under den alkaliska peroxidblekningen, noggrann hantering och kontroll av andra lösta och kolloidala substanser, samt utnyttjande av skräddarsydd kemi för kontroll av avlagringar är nyckelfaktorer. Resultaten kan utnyttjas då man planerar blekningssekvenser för olika massor samt för att lösa problem orsakade av kalciumoxalat. Forskningsmetoderna som användes i utfällningsstudierna samt för utvärdering av tillsatsmedel kan också utnyttjas inom andra områden, t.ex. bryggeri- och sockerindustrin, där kalciumoxalatproblem är vanligt förekommande. -------------------------------------------- Paperinvalmistusta häiritsevät usein erilaiset epäpuhtaudet, jotka kiinnittyvät prosessipinnoille ja haittaavat tuotantoa sekä paperin laatua. Puun pihkan lisäksi eräs yleinen ongelma on niukkaliukoisten suolojen aiheuttamat kivettymät. Kalkkisaostuma kahvinkeittimessä on esimerkki vastaavasta ongelmasta arkielämässä. Massa- ja paperiteollisuudessa yksi hankalimmista kivettymien muodostajista on kalsiumoksalaatti, koska se on lähes liukenematonta ja sen aiheuttamat saostumat ovat erittäin vaikeasti poistettavia. Kalsiumoksalaatti on yleisesti tunnettu myös munuaiskivien aiheuttajana ihmisillä. Puu ja varsinkin sen kuori sisältää aina jonkin verran oksalaattia, mutta suurempi lähde on kuitenkin oksaalihappo jota muodostuu valkaistaessa massaa hapettavilla kemikaaleilla, kuten vetyperoksidilla. Kalsiumoksalaattia syntyy kun veden, puun ja lisäaineiden mukana prosessiin tuleva kalsium reagoi oksalaatin kanssa. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin oksaalihapon muodostumiseen ja kalsiumoksalaatin saostumiseen vaikuttavia tekijöitä valkaisu- ja saostumiskokeiden avulla. Tutkimuksen painopiste oli saostumien ehkäisemisessä puupitoisten painopaperien valmistuksessa. Työssä saadut tulokset osoittavat että oksaalihapon muodostumiseen ja kalsiumoksalaatin saostumiseen voidaan vaikuttaa sekä prosessiteknisten että märänpään kemian keinojen avulla. Tehokas puun kuorinta, optimoidut olosuhteet peroksidivalkaisussa, muiden liuenneiden ja kolloidisten aineiden hallinta sekä räätälöidyn kemian hyödyntäminen kalsiumoksalaattisaostumien torjunnassa ovat keskeisissä rooleissa ongelmien välttämiseksi. Väitöskirjatyön tuloksia voidaan hyödyntää massan valkaisulinjoja suunniteltaessa sekä kalsiumoksalaatin aiheuttamien ongelmien ratkaisemisessa. Tutkimusmenetelmiä, joita käytettiin saostumiskokeissa ja eri lisäaineiden vaikutusten arvioinnissa, voidaan hyödyntää massa- ja paperiteollisuuden lisäksi myös muilla alueilla, kuten sokeri- ja panimoteollisuudessa, joissa ongelma on myös yleinen.