Absorptiivinen kapasiteetti käytäntölähtöisessä innovaatiotoiminnassa Päijät-Hämeessä

Tutkimuksessa arvioidaan millaisia kyvykkyyksiä toimijoiltavaaditaan, jotta voidaan edistää verkostoja palvelevan innovaatiopolitiikan toteutumista ja toteuttaa käytäntölähtöistä innovaatiotoimintaa. Empiirinen osa tarkastelee Päijät-Hämeen toimijoiden asenneympäristöä ja toimimisen valmiuksia käytäntölähtöisen innovaatiotoiminnan tarpeisiin sopivaksi. Osaaminen kerääntyy yliopistopaikkakunnille ulkoisten suurtuotannon etujen mukaisesti. Ne alueet, joilla ei ole yliopistoa joutuvat luomaan muunlaista innovaatiokyvykkyyttä saavuttaakseen kilpailuetua. Siksi Päijät-Hämeen visiona on tulla johtavaksi käytäntölähtöisen innovaatiotoiminnan alueeksi hyvien toimintamallien ja tehokkaiden tiedonsiirtomekanismien avulla. Tämä vaatii alueen toimijoilta mm. korkeaa absorptiivista kapasiteettia ja heikkoja linkkejä alueen ulkopuolelle. Työn empiirinen osa koostuu 12:sta puolistrukturoidusta haastattelusta sekä kyselytutkimuksesta. Tiedonluonti ja -siirto alueelle nähtiin pääasiassa tutkimusmaailman tehtävänä, mutta varianssianalyysin perusteella tutkimusmaailma ei itse nähnyt olevansa siinä asemassa. Yhteisen kielen puuttuminen tutkimus- ja käytännön työelämän väliltä nähtiin puutteena.

PK-yrityksen omistajanvaihdos tietojohtamisen näkökulmasta – tiedon jakaminen ja absorptiivinen kapasiteetti

PK-yritysten omistajanvaihdokset koskettavat vuoteen 2020 mennessä Suomessa noin 250000 ihmistä. Yhteiskunnan kannalta on tärkeää, että vaihdokset onnistuvat ja yritykset säilyttävät kilpailukykynsä, pystyvät kehittymään, kasvamaan kannattavasti ja työllistämään lisää henkilökuntaa. Työn tavoitteena on ymmärtää ja selittää PK-yrityksen omistajanvaihdosta tietojohtamisen näkökulmasta. Tutkimus toteutettiin vertailevana tapaustutkimuksena. Aineisto kerättiin puolistrukturoiduilla teemahaastatteluilla. Luopujan hiljaisen tiedon ja jatkajan yritykseen tuoman uuden tiedon onnistunut hyödyntäminen on oleellista PK-yritysten omistajanvaihdosten onnistumisessa. Luopujan hiljaisen tiedon siirtäminen jatkajalle ylläpitää yrityksen kilpailukykyä. Jatkajan yritykseen tuoma uusi tieto puolestaan voi laukaista tiedon hankinnan, sulattamisen, muokkaamisen ja hyödyntämisen prosessin, jonka kautta yrityksen kilpailukykyä voidaan parantaa tehostamalla prosesseja tai parantamalla tuotteita ja palveluita. Yksilöiden välinen tiedon jakaminen, siirtäminen ja rakentaminen ovat prosesseja, jotka kasvattavat yrityksen absorptiivistä kapasiteettiä tehostamalla tiedon sulattamista ja muuntamista. Tätä kautta voidaan osaltaan selittää omistajanvaihdokseen liittyviä riskejä ja mahdollisuuksia.

Absorptive capacity and the effect of social integration mechanisms in knowledge utilization

Tiedosta on tullut määräävä tekijä yrityksensuorituskyvylle. Yritykset hankkivat aktiivisesti uutta tietoa ulkoisesta ympäristöstään ja tallentavat sitä tietokantoihinsa. Uusi tieto on innovaatioiden ja uusien ideoiden peruselementti. Uudet ideat pitää myös kaupallistaa, jotta niiden avulla voidaan hankkia kilpailuetua. Absorptiivisen kapasiteetin malli yhdistää tiedon prosessointiin liittyvät kyvykkyydet, jotka vaikuttavat yrityksen kykyyn hyödyntää tietoa tehokkaasti. Ennen kuin tietoa voidaan käyttää uusien tuotteiden ja palveluiden luomiseen, täytyy sitä jakaa yrityksessä ja muuttaa se yrityksen toimintaa palvelevaksi. Aiemmissa tutkimuksissa innovaatiot ovat vahvasti liitetty yrityksen kykyyn uudistua. Tämä pro gradu -tutkielma tutkii sosiaalisten integraatiomekanismien vaikutusta potentiaalisen absorptiivisen kapasiteetin muuttamiseen toteutuneeksi absorptiiviseksi kapasiteetiksi. Yksilöiden ja osastojen välisen yhteistyön sekä luottamuksen vaikutus tiedon sisäistämiseen tutkittiin. Tutkielma pohjautuu monikansallisessa yrityksessä keväällä 2006 suoritettuun uudistumiskyky-tutkimukseen. Tutkielma keskittyy yrityksen kykyyn uudistua uuden tiedon ja innovaatioiden avulla. Tutkielma on kvantitatiivinen tapaustutkimus. Tutkielmassa tehtyjen havaintojen mukaan sosiaaliset integraatiomekanismit ovat tärkeitä uuden tiedon hyödyntämisessä. Tiedon eksplisiittyyden havaitaan vaikuttavan tiedon muuttamiseen yritykselle hyödylliseksi resurssiksi.

Verkostot kuntien kehittämisessä

Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää verkostojen merkitystä uusien ideoiden tuojana kuntajohtamisessa kuntajohtajan näkökulmasta katsottuna ja osallistua liiketaloudelliseen keskusteluun kuntajohtamisen kehittämiseksi. Tutkimuksen tavoitteena on kuvata ja ymmärtää kuntajohtajan verkostoja ja niiden merkitystä kuntien kehittämisessä. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen tutkimus, jonka aineisto on kerätty haastattelemalla neljää kuntajohtajaa. Tutkimustulokset osoittavat, että kuntajohtajat toimivat aktiivisesti kunnan ulkopuolisissa verkostoissa pyrkien löytämään ideoita ja ratkaisuja kuntien uudistamiseen. Kuntien sisäisten verkostojen, henkilöstön ja poliittisten päättäjien, hyödyntämistä voidaan parantaa yhteisellä strategiatyöllä ja sosiaalista vuorovaikutusta sekä johtamisjärjestelmiä kehittämällä. Myös asiakkaiden osallistumista uusien sosiaalisten innovaatioiden kehittämiseen tulisi lisätä. Tutkimuksessa käytettiin viitekehyksenä Todorova ja Durisinin (2008) absorptiivisen kapasiteetin mallia, johon mallin soveltamisen pohjalta esitetään kehittämisajatuksia.

Hiljainen tieto organisaation voimavarana

Tämän pro gradu tutkii miten olemassa oleva henkilöstön hiljainen tieto voidaan suunnata organisaation päämäärien saavuttamiseksi ja samalla ylläpitää työyhteisön kehittymistä. Tutkimuksen ydinkysymyksiä ovat miten ja millä ehdoilla saada hiljainen tieto organisaation käyttöön? Tutkimuksessa avataan hiljaisen tiedon käsitettä, tutkitaan vaikuttavuutta ja selvitetään aiempaa tutkimusaineistoa. Ennen kuin tietoa voidaan käyttää uusien palvelujen luomiseen, täytyy sitä jakaa ja muuttaa se organisaatiota palvelevaksi hyödylliseksi resurssiksi. Työn empiirinen osuus koostuu haastatteluista, joissa pyritään selvittämään miten hiljainen tieto havaitaan, millä ehdoilla sitä luovutetaan ja miten sitä organisaatiossa hyödynnetään. Tulokset osoittavat, että organisaation tiedon pääoma on usein totuttu yhdistämään vain patentteihin, tavaramerkkeihin tai aineettomiin oikeuksiin. Todellisuudessa hiljainen osaamistieto, josta tulee yritykselle lisäarvoa tuottavaa pääomaa, on paljolti kokonaan muualla.

Enhancing absorptive capacity in a non-research and development. An action research approach to converting individual observations into organisational awareness

The ability to recognize potential knowledge and convert it into business opportunities is one of the key factors of renewal in uncertain environments. This thesis examines absorptive capacity in the context of non-research and development innovation, with a primary focus on the social interaction that facilitates the absorption of knowledge. It proposes that everyone is and should be entitled to take part in the social interaction that shapes individual observations into innovations. Both innovation and absorptive capacity have been traditionally related to research and development departments and institutions. These innovations need to be adopted and adapted by others. This so-called waterfall model of innovations is only one aspect of new knowledge generation and innovation. In addition to this Science–Technology–Innovation perspective, more attention has been recently paid to the Doing–Using–Interacting mode of generating new knowledge and innovations. The amount of literature on absorptive capacity is vast, yet the concept is reified. The greater part of the literature links absorptive capacity to research and development departments. Some publications have focused on the nature of absorptive capacity in practice and the role of social interaction in enhancing it. Recent literature on absorptive capacity calls for studies that shed light on the relationship between individual absorptive capacity and organisational absorptive capacity. There has also been a call to examine absorptive capacity in non-research and development environments. Drawing on the literature on employee-driven innovation and social capital, this thesis looks at how individual observations and ideas are converted into something that an organisation can use. The critical phases of absorptive capacity, during which the ideas of individuals are incorporated into a group context, are assimilation and transformation. These two phases are seen as complementary: whereas assimilation is the application of easy-to-accept knowledge, transformation challenges the current way of thinking. The two require distinct kinds of social interaction and practices. The results of this study can been crystallised thus: “Enhancing absorptive capacity in practicebased non-research and development context is to organise the optimal circumstances for social interaction. Every individual is a potential source of signals leading to innovations. The individual, thus, recognises opportunities and acquires signals. Through the social interaction processes of assimilation and transformation, these signals are processed into the organisation’s reality and language. The conditions of creative social capital facilitate the interplay between assimilation and transformation. An organisation that strives for employee-driven innovation gains the benefits of a broader surface for opportunity recognition and faster absorption.” If organisations and managers become more aware of the benefits of enhancing absorptive capacity in practice, they have reason to assign resources to those practices that facilitate the creation of absorptive capacity. By recognising the underlying social mechanisms and structural features that lead either to assimilation or transformation, it is easier to balance between renewal and effective operations.

Uuden tiedon hankinta ja hyödyntäminen organisaation innovaatioprosesseissa

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia, miten uuden ja erityisesti tulevaisuuteen suuntautuvan tiedon hankintaa ja hyödyntämistä organisaatioiden innovaatioprosesseissa voidaan tarkastella ja jäsentää sekä kehittää avoimen innovaatioteorioiden pohjalta. Tulevaisuustiedon järjestelmällinen hyödyntäminen on yhä tärkeämmässä asemassa 2010-luvun organisaatioiden innovatiivisuuden ja kilpailukyvyn kannalta. Tämä on abstraktin luonteensa vuoksi erittäin haasteellista mutta teoriassa mahdollista, jos uuden tiedon liittämisestä organisaation käyttöön on tehty tärkeä ja selkeä osa koko organisaation strategiaa. Uuden tiedon tehokkaaseen käsittelemiseen ja siirtämiseen organisaatiossa tarvitaan suunnitelmallista ennakointitoimintaa, sosiaalisia sovittelumekanismeja ja rakentavaa yhteistyötä myös ulkopuolisten toimijoiden kanssa. Valitun teoriakehyksen pohjalta laadittiin yksinkertaistettu kyselytutkimus, johon oli liitetty absorptiiviseen kapasiteettiin, visionääriseen kyvykkyyteen, ennakointitoimintaan ja uuden tiedon käsittelyyn liittyviä käsitteitä. Kyselyn tarkoituksena oli myös tarjota organisaatiolle mahdollisuus tarkastella nykyistä tilaansa uuden tiedon monivaiheisen hyödyntämisen kannalta. Kyselytutkimus lähetettiin suomalaisille teollisuusyrityksille ja saatuja vastauksia käytettiin empiirisenä aineistona. Empiiristä aineistoa tarkasteltiin kvantitatiivisin menetelmän ja tuloksista saatiin hyödyllistä tietoa yritysten toiminnasta käytännöntasolta.

Wireless Application Test Bed and Simulations for Broadband Mobile Communications Systems

Langattoman laajakaistaisen tietoliikennetekniikan kehittyminen on herättänyt kiinnostuksen sen ammattimaiseen hyödyntämiseen yleisen turvallisuuden ja kriisinhallinnan tarpeisiin. Hätätilanteissa usein olemassa olevat kiinteät tietoliikennejärjestelmät eivät ole ollenkaan käytettävissä tai niiden tarjoama kapasiteetti ei ole riittävä. Tästä syystä on noussut esiin tarve nopeasti toimintakuntoon saatettaville ja itsenäisille langattomille laajakaistaisille järjestelmille. Tässä diplomityössä on tarkoitus tutkia langattomia ad hoc monihyppy -verkkoja yleisen turvallisuuden tarpeiden pohjalta ja toteuttaa testialusta, jolla voidaan demonstroida sekä tutkia tällaisen järjestelmän toimintaa käytännössä. Työssä tutkitaan pisteestä pisteeseen sekä erityisesti pisteestä moneen pisteeseen suoritettavaa tietoliikennettä. Mittausten kohteena on testialustan tiedonsiirtonopeus, lähetysteho ja vastaanottimen herkkyys. Näitä tuloksia käytetään simulaattorin parametreina, jotta simulaattorin tulokset olisivat mahdollisimman aidot ja yhdenmukaiset testialustan kanssa. Sen jälkeen valitaan valikoima yleisen turvallisuuden vaatimusten mukaisia ohjelmia ja sovellusmalleja, joiden suorituskyky mitataan erilaisten reititysmenetelmien alaisena sekä testialustalla että simulaattorilla. Tuloksia arvioidaan ja vertaillaan. Multicast monihyppy -video päätettiin sovelluksista valita tutkimusten pääkohteeksi ja sitä sekä sen ominaisuuksia on tarkoitus myös oikeissa kenttäkokeissa.

Robotisoidun hitsaussolun toiminnan kehittäminen ohutlevytuotteita valmistavassa yrityksessä

Robotisoitu hitsaus tarjoaa mahdollisuuden tasaiseen laatuun ja miehittämättömään tuotantoon. Se ei ole kuitenkaan yhtä joustava menetelmä kuin käsinhitsaus ja siihen liittyy yleensä paljon asetus- ja ohjelmointikustannuksia. Tässä diplomityössä selvitetään, mitkä ovat robotisoidun ohutlevyjen hitsauksen erityispiirteet ja mitä seikkoja tulee huomioida robotisoidun hitsaussolun kehittämisessä. Ohutlevytuotteiden tulee soveltua robotisoituun hitsaukseen. Ne ovat ohuita ja taipuisia kappaleita, joten liitosten tarkka kohdistaminen voi olla vaikeaa. Tämä edellyttää suunnittelulta menetelmän erityispiirteiden ymmärtämistä ja valmistukselta erinomaista laaduntuottokykyä. Materiaaleina ohutlevyt ovat pääosin hyvin hitsattavia kaikilla tavanomaisilla menetelmillä.Haitallisten muodonmuutosten välttämiseksi kannattaa suosia hitsausprosesseja, joilla on mahdollisimman pieni lämmöntuonti. Saavutettu hitsausnopeus riippuu prosessin lisäksi myös liitosten kokoonpanon tarkkuudesta. Työnkokeellisessa osassa selvitetään erään robottihitsaussolun kehitystyötä. Tavoitteena oli nostaa solun nopeus ja kapasiteetti vastaamaan yrityksen muun tuotannon tasoa. Solua varten kehitettiin erityinen automaattisesti toimiva hitsauskiinnitin, jonka toimintaperiaate esitellään. Kiinnitin kohdistaaohutlevystä valmistetun kotelon pohjan sivut riittävän tarkasti, jotta ne voidaan hitsata robotilla.

Jäähdytykseen ja täyssuolanpoistoon perustuva lauhteen puhdistus soodakattilalaitoksella

Tämän diplomityön oleellisempana tavoitteena oli tutkia ioninvaihtohartsien pitkäaikaista toiminnallista lämpötilakestävyyttä kirjallisuustutkimuksin ja kuormituskokein. Lisaksi työssä optimoitiin taloudellisesti ja teknisesti paras kytkentävaihtoehto soodakattilan lauhteenpuhdistuslaitokselle. Tässä diplomityössä selvitettiin myös soodakattilan ulospuhallusveden sisältämien veden jälkiannostelukemikaalien ja epäpuhtauksien vaikutusta ioninvaihtohartsien vanhenemiseen.; Ioninvaihtohartsien lämpötilakestävyyteen liittyvät koeajot suoritettiin Stora Enso Laminating Papers Oy Kotkan tehtaalla. Koeajoja varten oli erikseen suunniteltu koeajolaitteisto, jossa lauhdenäytettä puhdistettiin patruunasuotimella ja sekavaihtimella. Sekavaihtimessa käytettiin vahvoja anioni- ja kationihartseja. Koeajoja oli yhteensä neljäkappaletta ja niissä tutkittiin hartsien lämpötilakestävyyttä ja anionihartsin silikaatti-vuodon riippuvuutta lämpötilasta. Lämpötilakestävyyskoeajoissa käytetyt hartsit lähetettiin Rohm and Haasille analysoitavaksi. Lopulta koeajojen tuloksia verrattiin kirjallisuudessa esitettyihin aikaisempiin tutkimuksiin. Lauhteenpuhdistuslaitoksen kytkentävaihtoehtojen optimoinnissa käytettiin apuna Kotkan ja UPM-Kymmene Oyj Pietarsaaren tehtaiden kokemuksia. Kytkentävaihtoehtojen energiataseet laskettiin kuudelle eri laitokselle, joiden syöttöveden virtaukset olivat 37 -180 kg/s. Lisaksi selvitettiin kytkentävaihtoehtojen investointikustannukset ja kertakäyttöhartsien vuotuiset kustannukset laitokselle, jossa syöttöveden virtaus oli 67 kg/s. Ulospuhalluksen talteenottojärjestelmän energiataseet laskettiin kuudelle eri laitokselle, joiden syöttöveden virtaukset olivat 37 - 180 kg/s. Laskelmien lähtökohtana käytettiin kunkin soodakattilan ulospuhallusveden määriä, jotka selvitettiin tehdasvierailujen yhteydessä. Ulospuhallusveden epäpuhtauksien ja jälkiannostelukemikaalien pitoisuudet arvioitiin kattilaveden perusteella. Aikaisempien kokemusten perusteella arvioitiin, että ulospuhallusvesi johdettaisiin lisäveden valmistukseen ennen suolanpoistosarjoja. loninvaihtohartsien kuormituskokeiden ja kirjallisuustutkimusten perusteella oli selkeästi nähtävissä, että etenkin anionihartsin kapasiteetti heikkeni nopeasti lämpötilan ollessa yli 60 °C. Kationihartsin suolanpoistolle kriittinen lämpötilaraja on 100 °C.Lisäksi yli 60 °C:ssa anionihartsi ei pysty poistamaan silikaattia lauhteesta. Seuraavaksi on esitelty lauhteenpuhdistuslaitoksen optimikytkentävaihtoehdot sekä vanhoille että uusille laitoksille. Vanhalle laitokselle, jossa lauhteet on puhdistettu aikaisemmin mekaanisella suotimella ja lisäveden puhdistuksessa on käytetty sekavaihdinta, paras kytkentävaihto on erilliset sekavaihtimet lauhteelle ja lisävedelle. Uudelle ja vanhalle laitokselle, jossa lauhteet on puhdistettu aikaisemmin mekaanisella suotimella ja lisäveden puhdistuksessa ei ole käytetty sekavaihdinta, paras kytkentävaihto on yhteiset sekavaihtimet lauhteelle ja lisävedelle. Lauhteen puhdistuksessa käytetyt sekavaihtimen toimintalämpötila on 45 °C molemmissa kytkentävaihtoehdoissa. Kertakäyttöhartsien käyttö osoittautui suuressa mittakaavassa kannattamattomaksi. Tämä asia tarvinnee kuitenkin jatkotutkimuksia. Ulospuhallusveden talteenotolla saadaan energiasäästöä 6-53 k¤/a riippuenlaitoksesta. Etenkin soodakattilalaitoksissa, joissa soodakattila ja vedenkäsittelylaitos sijaitsevat lähellä toisiaan, kannattaa ulospuhallusvesi johtaa lisäveden valmistukseen. Jos edellä mainittujen laitosten etäisyydet kasvavat, saattavat ulospuhallusjärjestelmän investointi-kustannukset nousta kohtuuttoman suureksi. Tämä työ osoitti myös, että ulospuhallusveden epäpuhtauksilla ei ole merkittävää vaikutusta kemiallisesti puhdistetun veden laatuun ennen suolanpoistolaitosta ja ioninvaihtohartsien vanhenemiseen.

Liikevaihdon ja materiaalivirtojen kasvun vaatimukset logistiikkakeskukselle

Incap Furniture Oy on koottavien mäntyhuonekalujen sopimusvalmistaja. Yrityksen tavoitteena on saavuttaa 70 miljoonan euron liikevaihto Kärsämäen tehtaalla vuonna 2008. Suurin osa komponenttituotannosta ostetaan alihankintaverkostosta ja valmiit tuotteet pakataan logistiikkakeskuksessa. Diplomityön tavoitteena oli selvittää miten kasvavat materiaalivirrat saadaan tulevaisuudessa käsiteltyä Kärsämäen tehtaan logistiikkakeskuksessa Työn teoriaosassa on ensin käsitelty mahdollisuuksia vähentää kokoonpanon puutetilanteita ostotoimintaa kehittämällä. Teoriaosassa esitellään lisäksi varastonohjausmenetelmiä, sekä yleisesti varastoinnin tehtäväkenttää. Empiirisessä osassa analysoitiin annettujen tietojen avulla vuoden 2008 tavoitetilaa, sekä simuloitiin tavoitetilan materiaalivirtoja suhteessa logistiikkakeskuksen kapasiteettiin. Kasvavat materiaalivirrat pakottavat kehittämään logistiikkakeskuksen toimintaa. Eräluonteisen toiminnan vuoksi kaikkien komponenttien kohdalla on pyrittävä MRP ohjaukseen. Komponenttientilauseriä on pyrittävä pienentämään vastaamaan todellista tarvetta. Kriittisille A- ja B- komponenteille tarvitaan lisäksi puskurivarastot tasaamaan toimitusajan vaihtelua ulkomaantoimituksissa. Pakkauseristä yli jäävät C nimikkeet tulee varastoida jatkossa erillään logistiikkakeskuksesta ja korkeavarastosta. D- ja E-nimikkeitä ei kannata tuoda ulkomailta, eikä niitä ole kannattavaa varastoida lainkaan. Pakkaamon täytyy toimia tulevaisuudessa kolmessa vuorossa ja korkeavaraston työjonoa on lyhennettävä kolmesta vuorokaudesta 4-6 työvuoroon. Edellä mainituilla toimenpiteillä ja toimitusten aktiivisella seurannalla saavutetaan toimintaympäristö, jolloin logistiikkakeskuksen kapasiteetti riittää materiaalivirtojen kasvaessa.

Yritysten välisen testaus- ja laboratoriotoiminnan kehittäminen Päijät-Hämeessä

Yritykset tekevät nykyään yhä enemmän yhteistyötä keskenään eli verkostoituvat. Verkostoitumisella haetaan kykyä vastata nopeasti muuttuvan toimintaympäristön haasteisiin. Tässä diplomityössä tutkitaan testaus- ja laboratoriopalveluiden saatavuuden kehittämistä verkostoitumisen keinoin.Alueellisia testaus- ja laboratoriopalveluiden saatavuutta parannetaan valjastamalla käyttöön yritysten yksityisessä käytössä olevat tuotekehityslaboratoriot ja niiden vapaa kapasiteetti. Verkoston ytimen muodostaa teknologiapalvelu, joka hallitsee tietoa yritysten resursseista ja jakaa tätä tietoa. Työssä kartoitettiin alueella olevista yrityksistä heidän tarpeitaan tuotekehityksen aikaiselle testaukselle, tähän sopivia olemassa olevia laitteita ja tiloja ja yritysten mielipiteitä toiminnan organisoimisesta. Lisäksi tutkittiin tuotekehityksen aikana tarvittavaa direktiivitietouden tarvetta yrityksissä. Yritykset suhtautuivat erittäin myönteisesti yhteistyön tekemiseen testaus- ja laboratoriotoiminnassa. Yrityksistä löytyi erilaisia testauslaitteita ja –tiloja, ja näitä on muidenkin yritysten mahdollista käyttää tietyin ehdoin, kunhan se ei häiritse yrityksen omaa tuotekehitystyötä ja vapaata kapasiteettia löytyy.

Sahatavaran kuivauksen kehittäminen

Diplomityö tehtiin UPM-Kymmene puuteollisuuteen kuuluvalle Heinolan sahalle, joka valmistaa korkealaatuisia erikois- ja perussahatavaroita kotimaan ja ulkomaiden markkinoille. Sahatavarat kuivataan sahan lämminilmakuivaamoissa sahatavaroiden käyttötarkoitusta vaatimaan tasoon. Asiakkaiden vaatimusten kasvaessa on sahatavaran onnistunut kuivaus noussut erittäin tärkeäksi osaksi hyvää sahatavaratuotantoa. Diplomityön tavoitteena oli kehittää sahan kuivaustoimintaa. Kuivaustoimintaa kehitettiin ohjaamalla tavaravirtoja sopiviin kuivaamoihin kuivattavan sahatavaran ehdoilla, sekä kehittämällä uusia optimoituja kuivauskaavoja kamarikuivaamoille. Tämän lisäksi työssä selvitettiin sahan nykyinen kuivauskapasiteetti ja arvioitiin sen riittävyys nykyisiin ja tulevaisuuden tuotantomääriin. Lopuksi pohdittiin, miten ja millä keinoilla kuivauskapasiteettia voitaisiin jatkossa kehittää nykyistä suuremmaksi ilman mittavia investointeja. Kuivauskaavoja kehittämällä, sekä materiaalivirtoja ohjaamalla oikeisiin kuivaamoihin, pystyttiin kuivauskapasiteettia lisäämään selvästi aikaisemmasta tasosta. Kuivauskapasiteetin suuruus todettiin riittäväksi nykyisiin sahausmääriin verrattuna, mutta suunniteltuihin suurempiin sahausmääriin verrattuna, kapasiteetti ei ollut riittävän suuri. Kuitenkin, kehittämällä kuivaustoimintaa edelleen, voidaan kuivauskapasiteettia kasvattaa selvästi aikaisemmin lasketusta tasosta. Kuivauskaavojen optimoinnin apuvälineenä käytettiin LAATUKAMARI-simulointiohjelmaa, jonka todettiin soveltuvan hyvin kuivauskokeissa käytettyihin kamarikuivaamoihin. Simulointi on helpoin ja suositeltavin tapa kehittää kuivauskaavoja, varsinkin uusilla ja hyväkuntoisilla kamarikuivaamoilla. Samalla vältetään työläiden ja hitaiden kuivauskokeiden tekeminen. Hyvin tärkeää on käyttää simuloinnissa todellisia lähtöarvoja, oikean lopputuloksen aikaansaamiseksi.

Kalvoerotusprosessin esikäsittely

Työn tavoitteena oli tutkia kiertoveden puhdistamiseen käytetyn kalvosuodatuksen esikäsittelymenetelmien vaikutusta ultrasuodatukseen. Suodatettava vesi oli kierrätyskuitua käyttävän paperikoneen kiekkosuotimen kirkassuodosta. Koeajon loppuosassa käytettiin biokirkassuodosta. Paperitehtaassa oli suljettu vesikierto. Pilot-laitteistona käytettiin Metso PaperChemin OptiFilter CR550/40 ultrasuodatusyksikköä. Testatut kalvot olivat C30 kalvoja. Suodatuksissa seurattiin esikäsittelymenetelmien vaikutusta permeaatin määrään ja laatuun. Ultrasuodatus tehtiin sekä ilman esikäsittelyä että lamelliselkeytin esikäsittelynä. Esikäsittelykemikaalina käytettiin talkkia. Ultrasuodatuksissa havaittiin, että suodatuslämpötilalla oli suora vaikutus kapasiteettiin. Lämpötila vaikutti lineaarisesti kirkassuodoksen ja biokirkassuodoksen permeaattivuohon. Lämpötila nostettiin 55oC:een suodatuslämpötilasta 35 – 40oC. Korkeassa lämpötilassa kirkassuodos oli kapasiteetiltaan suurempi kuin biokirkassuodos. Konsentrointiajoista nähtiin, että ultrasuodatuksen syötön konsentraatioaste vaikutti kirkassuodoksen permeaattivuohon. Syötön konsentraatioastetta lisättäessä kapasiteetti laski. Konsentrointiajoja vertailtaessa havaitaan, että ilman esikäsittelyä vuo laski konsentroitaessa nopeammin kuin suodatuksissa, joissa käytettiin esikäsittelyä. Lamelliselkeyttimellä ja talkilla esikäsitelty suodatus laski kapasiteettia vähiten. Konsentraatioasteen nostaminen lisäsi konsentraatin kemiallista hapenkulutusta. Konsentraatin viskositeetti nousi konsentraatioastetta lisättäessä. Analyysitulosten perusteella saadaan ultrasuodatuskalvoille tyypilliset reduktiot. COD-reduktio oli 10 – 30 %, anionisuuden 40 – 70 % ja värin 80 – 90 %. Vuon kanssa korreloivat pH, uuteaine, ligniini, viskositeetti ja hemiselluloosat.

Sellun jälkilajittelun kehittäminen

Työn tavoitteena oli löytää painelajittimen roottorin keskeiset muuttujat ja ajoparametrit, kun pyritään jälkilajittelemaan valkaistua sellumassaa korkeassa sakeudessa, sekä näiden vaikutukset. Tavoitteena oli teknisesti onnistunut lajittelu korkeassa sakeudessa siten, että laitteen puhdistustehokkuus on hyvä, ominaisenergian kulutus on pieni ja kapasiteetti on korkea. Ensin tarkasteltiin kuitenkin teoreettisesti valkaistun sellumassan painelajittelun ongelmakenttää, keskeisten epäpuhtauksien poistoa jälkilajittelussa ja vertailtiin korkea- ja matalasakeuslajittelua. Lisäksi esiteltiin yleisellä tasolla koesuunnittelumenetelmien periaatteita ja menetelmiä sekä analyysiä so. mallinnus. Tätä taustaa vasten haluttiin myös kartoittaa ja esitellä painelajittimen keskeinen muuttujakenttä. Tämän jälkeen selvitettiin kokeellisesti miten ajettavan valkaistun mäntysellumassan sakeus, roottorin kehänopeus ja roottorin rakenteen muutokset vaikuttavat painelajittimen kapasiteettiin, rejektin sakeutumiskertoimeen, ominaisenergian kulutukseen ja puhdistustehokkuuteen. Vaikutusten ja parhaan roottorirakenteen sekä ajosuureiden määritys suoritettiin mallintamalla mittaustulokset lineaarisella regressioanalyysilla. Saatiin tärkeimmät vasteisiin vaikuttavat riippumattomat muuttujat ja niiden matemaattiset esityk-set, malliyhtälöt. Mallinnusta hyväksi käyttäen tarkasteltiin vielä erikseen yhden roottorin ajoa. Tärkeimpinä tuloksina saatiin selville, että puhdistustehokkuus on lähes vakio tietyllä roottorirakenteella riippumatta sakeudesta ja roottorin kehänopeudesta. Edullista puhdistustehokkuuden kannalta on käyttää ensisijaisesti isoa roottorin palaelementin korkeutta ja välystä suhteessa sihtirumpuun. Jälkilajittelu painelajittimella korkeassa sakeudessa kannattaa suorittaa pienellä roottorin kehänopeudella, runko- ja palaelementtivälyksellä suhteessa sihtirumpuun sekä suurella palaelementin korkeudella. Tällöin saavutetaan hyvä kompromissi ominaisenergian kulutuksen ja laitteen ajettavuuden osalta. Iso elementin korkeus ja pieni elementtivälys eivät aja massaa tehokkaasti laitteen alaosaan. Tällöin ei pyöritetä myöskään suurta massamäärää. Pieni elementtivälys mahdollistaa myös massan tehokkaamman leikkauksen, joka parantaa fluidisoitumista. Kitkavoimat ovat luonnollisesti ko. olosuhteissa suuremmat, joten ominais-energian kulutus kasvaa jonkin verran. Ratkaisevinta ominaisenergian kulutuksen kannalta on kuitenkin ajaa laitetta pienellä kehänopeudella.