Omistusrakenne ja kannattavuus – empiirinen tutkimus neljällä toimialalla

Metsäteollisuudessa on aika ajoin esitetty ajatus, että perheyritykset menestyvät alalla paremmin kuin muut toimijat. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, onko omistusrakenteen ja kannattavuuden välillä yhteyttä. Omistusrakennetta tarkasteltiin kahdesta näkökulmasta: omistuksen keskittyneisyys ts. omistajan valvonta operatiiviseen johtoon nähden ja omistajatyyppi (perhe, rahoitusyhtiö, ei-rahoitusyhtiö, valtio). Näiden molempien suhdetta kannattavuuteen (ROA tai EBITDA) analysoitiin kvantitatiivisesti kovarianssianalyysilla. Teoreettisena lähtökohtana käytettiin agenttiteoriaa. Tutkimuskohteeksi valittiin pääomavaltaiset alat: metsäteollisuus, kemianteollisuus, konepajateollisuus ja energiateollisuus. Aineisto koottiin eurooppalaisten yritysten tilinpäätöstiedoista Amadeus-tietokannasta. Tutkimuksen tuloksena todettiin, ettei omistuksen keskittyneisyydellä eikä omistajatyypillä ts. omistusrakenteella ole tilastollisesti merkitsevää yhteyttä kannattavuuteen millään tutkituista toimialoista.

Fouling tendency in biomass-fired boilers

Although it is well known that firing biomass fuels leads to increased deposition buildup on heat transfer surfaces in boiler compared with firing coal, existing empirical knowledge about combustion of different types of biofuels is limited. The aim of this study is to give greater awareness and understanding of the circumstances which are able to decrease considerably deposition build up on heat transfer surfaces when firing different types of biofuels. The crucial part of this thesis is experimental investigation of fouling tendency while firing biomass fuels, such as straw, bark, and peat having different chemical composition. In order to give comprehensive overview of ash deposition phenomena the number of not less important issues such as mechanisms of ash deposition, effect of fouling on heat transfer, and design of boilers subjected to ash buildup were examined as well. The answers obtained in this study may be a step towards a better knowledge of firing biofuels as separately as in mixtures, and may provide solutions for successful combustion technique of biomass fuels.

Catalytic Wet Oxidation of Paper Mill Debarking Water

The objective of the research was to study the influence of temperature, oxygen pressure, catalysts loading and initial COD concentration of debarking wastewater on the pollutants during the catalytic oxidation. More importantly, how the addition of catalyst affects the wet oxidation process. The whole work was divided into two main sections, theoretical and experimental parts. The theoretical part reviews the pulp and paper industry from wood processing to paper production as well as operations that generate wastes. Treatment methods applicable for industrial pulp and paper mill effluents were also discussed. Wet oxidation and catalytic wet oxidation processes including mechanism, reactions, kinetics and industrial applications were previewed. In the experimental part, catalytic wet oxidation process were studied at 120-180°C, 0-10 bar oxygen pressure, 0-1 g/L catalyst concentration and 1000-3000 mg/L initial COD concentration. Responses, such as Chemical oxygen demand (COD), Total organic carbon (TOC), colour, lignin/tannin, Biochemical oxygen demand (BOD) and pH were measured. In the experiment, the best conditions occurred at 180°C, 10 bar, l g/L catalyst concentration and 3000mg/L initial COD. At these conditions; 74% COD, 97% lignin/tannin, 54% TOC, 90% colour were removed from the wastewater. pH was greatly reduced from 7 to 4.6. Lignin/tannin was removed most. Lignin/tannin showed linear dependency with colour during oxidation. Temperature made the most impact in reducing contaminants in debarked wastewater.

Toimialamuutos ja trendien mukaiset mahdollisuudet yhteistyön avulla – kuitu- ja lastulevyteollisuus

Tämä tutkimus tarkastelee toimialamuutosta kuitu- ja lastulevyteollisuuden näkökulmasta. Metsäteollisuus elää Suomessa murroskautta, johon tarvitaan nopeasti radikaaleja ratkaisuja. Uusia mahdollisuuksia tulisi pohtia, tutkia ja luoda yli toimialarajojen yhteistyössä muiden tahojen kanssa. Tutkimus on tulevaisuudentutkimus ja tutkimus rajattiin kolmen teeman ympärille: raaka-aine, ympäristö ja terveys. Teemojen muodostamisessa huomioitiin kohdeyritysten, Puhos Board Oy:n ja Suomen Kuitulevy Oy:n, lähtötilanteet yhdistämällä ne yrityksille oleellisiin ja potentiaalisiin trendeihin ja signaaleihin. Tutkimuksen empiirinen osio muodostui innovaatiosessiosta, johon osallistui 29 henkilöä. Keskeiset tulokset tutkimuksesta olivat, että mielikuvat kuitu- ja lastulevyteollisuudesta ovat heikot ja kuluttajiin pitäisi saada parempi kosketus. Trendien huomioiminen liiketoiminnassa tuo teollisuuden lähemmäksi kuluttajaa. Trendejä voisi myötäillä esimerkiksi lisäämällä tarkoituksenmukaisen ainesosan tuotteeseen. Kohdeyritysten tulisi miettiä mihin toimialaan kuitu- ja lastulevyteollisuus oikeastaan kuuluu, jolloin koko liiketoiminnan suuntaa voitaisiin muuttaa. Apua liiketoiminnan suunnan muuttamiseen saa innovaatioverkoston kautta.

Nanosuodatuskalvojen alkalikestävyys

Tässä diplomityössä tutkittiin nanosuodatuskalvojen puhdistusta ja kestävyyttä alkalipesuissa. Työn kirjallisuusosassa käsitellään kalvojen likaantumista ja eri puhdistusmenetelmiä, sekä vertaillaan kolmen nanosuodatuskalvon erotusominaisuuksia. Kokeellisessa osassa tutkittiin emäksisten pesukemikaalien vaikutusta kirjallisuusosassa esitettyihin kalvoihin. Käytetyt suodatuskalvot olivat Dow FilmTecTM NF-270, GE Osmonics Desal-5 DL ja Trisep XN45. Kalvojen puhdistukseen käytettiin Ecolabin P3-ultasil 110 ja 112 alkalipesukemikaaleja. Suodatuskokeet tehtiin laboratoriomittakaavan tasokalvojen suodatinlaitteistolla. Alkalikäsittelyitä tehtiin sekä liottamalla kalvoja säilytysastiassa että altistamalla näitä virtauksen ja paineen alaisuudessa. Vaihdettuja muuttujia oliat: pesuainekonsentraatio, lämpötila ja vaikutusaika. Kalvoissa tapahtuneita muutoksia arvioitiin mittaamalla permeabiliteettia sekä magnesiumsulfaatti- ja glukoosiretentioita. Suodatuslämpötilan nostaminen kasvatti lineaarisesti permeabiliteettia ja vastaavasti laski lineaarisesti retentiota. Kalvojen välillä ei ollut eroja permeabiliteettien lämpötilariippuvuuksissa. DL:n retentio laski vähiten lämpötilaa nostettaessa. Liotuskokeiden perusteella kestävät DL- ja NF-270-kalvot noin 1 % P3-ultrasil 110 liuoksia, sekä XN-kalvo 1,2–1,5 %:sia liuoksia, kun lämpötilana on 44 ºC ja vaikutusaikana 50 vrk. Käytettyjen pesukemikaalien välillä ei havaittu eroja. Pienen paineen ja virtauksen alla suoritetuissa käsittelyissä havaittiin alkalihajoamisen noudattavan likimain ensimmäisen kertaluvun reaktiokinetiikkaa ja käyttäytyvän likimain Arrheniuksen yhtälön ennustamalla tavalla. Myös näissä kokeissa XN45 osoittautui kestävimmäksi. Retentioiden heikkenemistä ei pystytty luotettavasti ennustamaan permeabiliteetin perusteella. Työssä osoitettiin että kalvojen muutoksia alkalipesuissa ajan funktiona voidaan ennustaa ja näin teollisuudessa voidaan ennakoida kalvojen vaihtotarvetta.

Rakennettu muutos. Esiselvitys Etelä-Karjalan alueellisen toimintakyvyn ylläpitämisestä talouslaman ja teollisuuden rakennemuutoksen paineessa.

Uudella vuosituhannella vauhtia saanut suomalaisen metsäteollisuuden muodonmuutos on yksi eteläkarjalaisen keskustelun ykkösaiheista. Naapurimaakunnassa Kymenlaaksossa suuret konsernit ovat jo sulkeneet kokonaisia tehtaita ja metsäteollisuuden rakennemuutoksen vaiku-tukset ovat näkyneet täydessä mitassa. Etelä-Karjalassa tapahtumia on seurattu läheltä eikä niiden jatkoksi ole ollut halua liittyä. Etelä-Karjalan lähtökohtia rakennemuutokseen voi avata ja taustoittaa tarkastelemalla rakennemuutoksen kokonaiskuvaa. Vaikka rakennemuutos on yllättänyt monet metsäteollisuusalueet voimallaan, rakenteellisia muutoksia on koettu ennenkin. Yhteiskunnalliset ja taloudelliset rakenteet hakevatkin muotoaan jatkuvasti. Globaalissa toimintaympäristössä muutoksen tahti on kuitenkin kiihtynyt, mikä on puolestaan tuonut uusia alueellisia haasteita erityisesti jos elinkeinorakenne nojaa vahvasti yhteen teollisuuden alaan tai toimijaan. Alueellisina vahvuuksina pidetyt klusterit ovatkin vaarassa muodostua myös riskitekijöiksi, jotka voivat estää uusia innovaatioita ja jarruttaa tarpeettomasti rakenteellista uudistumista. Suomi ei ole tässä suhteessa ainoa: teollisuuskaupungit ympäri läntisen maailman ovat kohdanneet uudistumispaineita, jotka ovat siirtäneet elinkeinorakennetta perinteisestä teollisuudesta kohti palvelu- ja tietointensiivisiä aloja. Toiset kaupungit ovat onnistuneet muuttumaan joustavasti omilla ehdoillaan, toiset ovat heränneet rakenteelliseen uudistumiseen vasta kriisin kautta. Monet perinteiset eurooppalaiset teollisuudenalat, kuten tekstiili-, hiili- ja autoteollisuus ovat kokeneet kovia alasajoja, mutta niiden raunioilta on lähtenyt kasvamaan myös uutta osaamista, kuten kulttuuriprofiloitumista sekä ympäristö- ja ICT-osaamista. Alueelliset lähtökohdat rakennemuutokseen määrittyvät pitkälti nykyisen osaamis- ja yhteistyörakenteen mukaan, jotka Etelä-Karjalassa ovat monelta osin sidoksissa metsäteollisuuteen. Metsäteollisuus on supistuksista ja muista rakennemuutoksen merkeistä huolimatta vielä maakunnassa vahvasti läsnä – niin fyysisesti kuin henkisestikin. UPM ja Stora Enso ovat Etelä-Karjalan suurimmat yksityiset työllistäjät ja molemmilla on tuotantolaitosten lisäksi alueella myös omat tutkimuslaitoksensa. Yhteistyö Lappeenrannan teknillisen yliopiston kanssa on tiivistä yliopiston kouluttaessa alalle merkittävän määrän uusia osaajia. Metsäklusteriin on sidottu myös monet muut toimijat kuten Etelä-Karjalan ammattikorkeakoulu, alueen oma Metsäteollisuusinstituutti, maakunnasta käsin hallinnoitava Uusiutuva metsäteollisuus -klusteri, sekä laaja alihankinta- ja palveluverkosto. Rakennemuutoksen haasteisiin on Etelä-Karjalassa ja myös valtakunnan tasolla vastattu käynnistämällä hankkeita, jotka pyrkivät lisäämään metsäteollisuuden kannattavuutta kehittämällä yhä älykkäämpiä metsäteollisuustuotteita. Metsäteollisuuden ohella Etelä-Karjalan vahvoina osaamisalueina ja tärkeinä investointikohteina pidetään ympäristö- ja energia-alaa sekä Venäjä-osaamista. Myös palvelualaan sekä alueen matkailuun on investoitu vahvasti viime vuosina. Kokemukset äkillisistä rakennemuutoksista muualla Suomessa ovat osoittaneet, että kriisitilanteessa eri toimijat kokoontuvat laajasti yhteen tekemään töitä tilanteen kääntämiseksi positiiviseksi. Nämä verkostot rakentuvat luontevasti ja nopealla aikataululla äkillisen kriisin uhatessa alueellisen elinvoiman säilymistä. Vaikka kriisivalmiuden rakentaminen on olennainen osa rakennemuutoksen valmistautumista myös Etelä-Karjalassa, vielä suurempi merkitys on ennakoimisella ja muutoksen aktiivisella rakentamisella. Ennakointiin kuuluu laaja katsantokanta ja valmistautuminen myös kipeisiin skenaarioihin. Metsäteollisuusmaakunnan on myös uskallettava katsoa rakennemuutosta myös muuten kuin metsäteollisuuden silmin, sillä rakennemuutoksen vaikutusalue ei rajaudu vain metsäklusteriin. Kriisitilanne onkin alueelle aina myös mahdollisuus kehittymiseen ja vanhojen rakenteiden uudelleenarviointiin. Mikäli hyvin vauhtiin päässyt metsäteollisuuden uudistumissuunnitelma ei kanna tai se jättää Etelä-Karjalaan vain hyvin pienen, entistä erikoistuneemman metsäteollisuussektorin, varalla on hyvä olla uusia suunnitelmia, rakenteita sekä jo kasvuun alkuun päässeitä tulevaisuuden aloja. Elinkeinorakennetta tulee arvioida myös laajemmin; onko klusteriajattelu jo aikansa elänyt yhä lyhentyvien elinkaarien myötä ja pitäisikö veturiyritysten sijaan osaamista hajauttaa joustavampaan ja monipuolisempaan muotoon? Miten rakennemuutokseen tulisi ylipäätään suhtautua? Onko rakennemuutoksen estäminen ja lieventäminen ainoat toimintamallit vai voisiko rakennemuutosta jopa olla edullisempaa jouduttaa?

Development of corporate social responsibility in Finnish forest industry

The main objective of this thesis was to map the development of corporate social responsibility (CSR) in Finnish forest industry. The aim was to describe the development and find factors that explain the development. Another objective was to understand the influence of different stakeholders on the development as well as examine the development of CSR reporting. This qualitative case study used thematic interviews as the research method. The research data were collected by conducting 11 interviews among the case company representatives and stakeholders. Based on the research results, no single factor in the background of the phenomenon could be showed. Instead, CSR has developed in stages through its different dimensions. The main drivers of CSR turned out to be environmental organizations, customers and local communities. It can be concluded that the forest industry has taken CSR seriously for a long time, which has benefited the forest companies in many ways.

Kunnossapidon nykytila metsäteollisuuden voimalaitoksissa

Tämän diplomityön tavoitteena oli kartoittaa kunnossapidon nykytilaa metsäteollisuuden voimalaitoksissa. Asiaa selvitettiin kvalitatiivisena tutkimuksena, jossa haastateltiin kunnossapidon vastuuhenkilöitä. Tutkimuksen kohteeksi valittiin kahdeksan erikokoista voimalaitosta, jotka edustivat suurimpia Suomessa toimivia metsäteollisuuden konserneja. Työssä käsiteltiin tiedon ja materiaalin hallintaa, kunnossapidon suunnittelua ja organisointia sekä taloudellisia vaikutuksia. Tulokset on esitetty yleisessä muodossa ilman laitoskohtaista erittelyä. Metsäteollisuus toimii hyvin globaaleilla markkinoilla, joilla kilpailu on kiristynyt viime vuosina. Tehokkuutta on pyritty parantamaan kaikilla sektoreilla ja tämä näkyy muutoksena monilla kunnossapidon osa alueilla. Merkittävä muutos oli kunnossapitotoimintojen eriyttäminen omaksi yhtiöksi, joka oli toteutettu yhtiön strategisena valintana puolella tehtaista. Tutkimuksessa kävi myös ilmi, että henkilökunnan koulutukseen panostamalla tietojärjestelmiä voidaan hyödyntää tehokkaammin. Varastoon sidotun pääoman pienentäminen on merkinnyt materiaalilogistiikan tärkeyden korostumista tavoiteltaessa parempaa käyttövarmuutta. Kun lisäksi teollisuuden investointien määrät ovat viime vuosina laskeneet, on kunnossapidon ja etenkin sen suunnittelun rooli kasvanut.

Ultrasuodatuskalvojen valinta, likaantuminen ja puhdistus entsyymiliuosten suodatuksessa

Ultrasuodatus on tehokas entsyymiliuosten konsentrointi- ja puhdistusmenetelmä. Prosessin ongelmana on kuitenkin kalvojen likaantumisesta johtuva suodatuksen aikainen vuon pienentyminen ja kalvojen hankala puhdistaminen. Oikeilla kalvovalinnoilla ja optimaalisilla pesustrategioilla voidaan suodatus- ja pesuaikoja lyhentää ja nain parantaa suodatusprosessin tehokkuutta ja tuotteen laatua. Työn kirjallisessa osassa on käsitelty entsyymiliuosten ja polymeerikalvojen suodatusprosessiin vaikuttavia ominaisuuksia. Työssä on esitelty myös pesuaineiden ja pesukemikaalien ominaisuuksia sekä pesuprosessiin vaikuttavia tekijöitä. Työn kokeellinen osa koostui kahdesta osasta. Työn ensimmäisessä osassa etsittiin entsyymiliuosten ultrasuodatusprosessiin sopivaa kalvoa vertailemalla kalvojen permeabiliteetteja, hydrofiilisyytta, varausta ja peseytyvyyttä. Suodatuksissa käytettiin kahta Roal Oy:n tuottamaa entsyymiliuosta ja suodatukset tehtiin DSS Labstak M20-laitteistolla. Työn toisen osan tarkoituksena oli etsiä entsyymiliuosten suodatuksessa käytettävien kalvojen likaantumisen syyt sekä tehokas puhdistusaine kalvojen pesuun. Tehokasta pesuainetta etsittiin liotuskokeilla ja laboratoriomittakaavan poikkivirtauslaitteistolla. Analysointeja tehtiin muun muassa FTIR- spektroskoopilla, vuomittauksilla, pyyhkäisyelektronimikroskoopilla ja kontaktikulmamittauksilla. Entsyymiliuosten suodatuksiin sopivan kalvon etsinnässä testattujen kalvojen välillä oli suuria eroja niin permeabiliteeteissa kuin likaantumisessa ja puhdistumisessa, mutta mikään kalvoista ei erottunut ylivoimaisesti parhaaksi. Pesuaineista kaupalliset membraanien puhdistukseen tarkoitetut emäksiset pesuaineet osoittautuivat tehokkaimmiksi lian poistajiksi.

Delivery Reliability: Timely and Quantitative Accuracy in a Forest Industry Company

The primary objective of this thesis was to research delivery reliability of mill business unit of a forest industry company, especially timely and quantitative accuracy of sales orders. Delivery reliability is an important factor of customer satisfaction, which has a great influence for success of a company. The secondary objective was to find out reasons for possible problems of delivery reliability and give propositions for improvable performances. The empirical part of the thesis based on reporting database of the forest industry company’s ERP-software and detailed information of the mill system. The delivery reliability results of the mill business unit were compared to delivery reliability of similar mill business unit inside the forest industry company. The research results expressed problems in the supply chain. The delivery reliability reporting should be also developed further. This would advance delivery reliability monitoring. The improvement propositions of the thesis were logistic operation mode estimation, particular benchmarking of the compared mill business unit and more detailed survey on production delivery reliability.

Hiilidioksidin talteenottoon soveltuvan anioninvaihtohartsin valmistus ja karakterisointi

Tämän työn tarkoituksena oli tutkia hiilidioksidin talteenottoon soveltuvan anioninvaihtohartsin valmistusmenetelmiä, kokeilla eri menetelmiä käytännössä ja tutkia sekä itse valmistettujen että valmiina saatujen hartsien adsorptiokykyä ja muita ominaisuuksia. Kemiallinen adsorptio amiiniryhmän omaavien hartsien avulla on yksi tapa sitoa hiilidioksidia ilmasta. Primäärinen amiiniryhmä sitoo hiilidioksidia parhaiten. Primäärisen amiiniryhmän omaava anioninvaihtohartsi voidaan valmistaa pohjapolymeeristä halogeenialkyloimalla ja aminoimalla, aminoalkyloimalla tai suoraan aminoimalla. Aminoalkylointi voidaan suorittaa erilaisilla reagensseilla ja katalyyteillä. Tässä työssä hartseja valmistettiin aminoimalla polymetyyliakrylaattidivinyylibentseenipohjaista polymeeriä etyylidiamiinilla ja propyylidiamiinilla. Lisäksi suoritettiin polystyreeni-divinyylibentseenipohjaisen polymeerin aminoalkylointi bis(ftaali-imidometyyli)eetterin avulla. Reaktio tehtiin kahdella eri katalyytillä; rikkitrioksidilla ja rautakloridilla. Aminoalkylointireaktioissa tarvittava eetteri piti ennen varsinaista reaktiota valmistaa N-hydroksymetyyliftaali-imidistä. Myös tämän reagenssin syntetisointia ftaali-imidistä kokeiltiin. Kaikki synteesit onnistuivat melko hyvin, paitsi aminoalkylointi rautakloridikatalyytillä. Hartsien valmistuksen lisäksi itse valmistettuja primäärisen amiiniryhmän omaavia hartseja sekä erilaisia amiiniryhmiä omaavia valmiita hartseja karakterisoitiin eri tavoin. Erityisesti haluttiin tutkia hiilidioksidin adsorptiokapasiteettia ja hartsien termistä kestävyyttä. Kaikista tutkituista hartseista lähimpänä haluttuja ominaisuuksia olivat kaksi kaupallista primäärisen amiiniryhmän omaavaa PS-DVBpohjaista makrohuokoista hartsia. Rakenteeltaan samanlainen itse valmistettu hartsi (rikkitrioksidikatalyytin läsnä ollessa aminoalkyloitu) oli myös ominaisuuksiltaan lupaava. Valmistusmenetelmää pitää kuitenkin tutkia ja kehittää lisää vielä parempien tulosten aikaansaamiseksi. Myös kaupallinen polyetyleeni-imiinirakenteen omaava silikapohjainen hartsi oli ominaisuuksiltaan hyvä.

Surface Modification of Ceramics

Ceramics are widely used in industrial applications due to their advantageous thermal and mechanical stability. Corrosion of ceramics is a great problem resulting in significant costs. Coating is one method of reducing adversities of corrosion. There are several different thin film deposition processes available such as sol-gel, Physical and Chemical Vapour Deposition (PVD and CVD). One of the CVD processes, called Atomic Layer Deposition (ALD) stands out for its excellent controllability, accuracy and wide process capability. The most commonly mentioned disadvantage of this method is its slowness which is partly compensated by its capability of processing large areas at once. Several factors affect the ALD process. Such factors include temperature, the grade of precursors, pulse-purge times and flux of precursors as well as the substrate used. Wrongly chosen process factors may cause loss of self-limiting growth and thus, non-uniformities in the deposited film. Porous substrates require longer pulse times than flat surfaces. The goal of this thesis was to examine the effects of ALD films on surface properties of a porous ceramic material. The analyses applied were for permeability, bubble point pressure and isoelectric point. In addition, effects of the films on corrosion resistance of the substrate in aqueous environment were investigated. After being exposured to different corrosive media the ceramics and liquid samples collected were analysed both mechanically and chemically. Visual and contentual differences between the exposed and coated ceramics versus the untreated and uncoated ones were analysed by scanning electron microscope. Two ALD film materials, dialuminium trioxide and titanium dioxide were deposited on the ceramic substrate using different pulse times. The results of both film materials indicated that surface properties of the ceramic material can be modified to some extent by the ALD method. The effect of the titanium oxide film on the corrosion resistance of the ceramic samples was observed to be fairly small regardless of the pulse time.