Scheduling of continuous and discontinuous material flows with intermediate storage restrictions

This paper deals with scheduling batch (i.e., discontinuous), continuous, and semicontinuous production in process industries (e.g., chemical, pharmaceutical, or metal casting industries) where intermediate storage facilities and renewable resources (processing units and manpower) of limited capacity have to be observed. First, different storage configurations typical of process industries are discussed. Second, a basic scheduling problem covering the three above production modes is presented. Third, (exact and truncated) branch-and-bound methods for the basic scheduling problem and the special case of batch scheduling are proposed and subjected to an experimental performance analysis. The solution approach presented is flexible and in principle simple, and it can (approximately) solve relatively large problem instances with sufficient accuracy.

Storage problems in batch scheduling

This paper is concerned with the modelling of storage configurations for intermediate products in process industries. Those models form the basis of algorithms for scheduling chemical production plants. Different storage capacity settings (unlimited, finite, and no intermediate storage), storage homogeneity settings (dedicated and shared storage), and storage time settings (unlimited, finite, and no wait) are considered. We discuss a classification of storage constraints in batch scheduling and show how those constraints can be integrated into a general production scheduling model that is based on the concept of cumulative resources.

Öljyvahinkojätteiden käsittely Kymenlaakson alueella alusonnettomuuden jälkeen

Työn tavoitteena oli selvittää Suomenlahdella tapahtuvasta alusöljyvahingosta syntyvän öljyisen jätteen käsittelymahdollisuudet ja -kapasiteetit sekä loppusijoitusmahdollisuudet ja -kapasiteetit Kymenlaakson alueella. Lisäksi tavoitteena oli selvittää, miten öljy-vahinkojätettä voidaan esikäsitellä välivarastoinnin aikana puhdistuksen ja loppusijoituksen tehostamiseksi. Työn alussa on perehdytty öljyvahinkojätteen muodostumiseen vaikuttaviin tekijöihin: öljylaatujen ominaisuuksiin, öljyn kulkeutumiseen rannalle, ranta- ja saaristomaisemaan, öljyntorjuntaan jarantojen puhdistamiseen. Työssä on kuvattu öljyvahinkojätteen käsittelymenetelmien periaatteet ja menetelmien rajoituksia käsitellä öljyvahinkojätettä. Lisäksityö sisältää tutkimusta Suomen aluevesillä ja maailmalla tapahtuneista öljyonnettomuuksista. Onnettomuuksista on selvitetty erityisesti öljyvahinkojätteen määrä, koostumus ja käsittely. Työn loppuosassa on esitelty Kymenlaakson alueen laitosten mahdollisuuksia käsitellä öljyvahinkojätettä. Tietoa onkerätty haastattelemalla puhelimitse laitosten edustajia keväällä 2007. Alueella voidaan polttaa leijupedissä puhtaaseen polttoaineeseen sekoitettua öljyistä orgaanista ainesta ja puhdistustyössä käytettyjä varusteita arviolta 19 000 t/a, homogenoitua öljyistä orgaanista ainesta voidaan polttaa rumpu-uunissa arviolta 1200 t/a. Alueen polttokapasiteetti kasvaa, kun työn aikana rakenteilla oleva jätteenpolttolaitos valmistuu ja jätettä voidaan polttaa laitoksen arinalla. Lisäksi erityisesti öljyisiä maa-aineksia voidaan alipainekäsitellä, bitumistabiloida, kompostoida sekä pestä. Saadut tutkimustulokset ovat hyödynnettävissä erityisesti Kymenlaakson alueella. Tiedot käsittelymenetelmistä ja niiden rajoitteista ovat hyödynnettävissä valtakunnallisesti.

Öljyvahinkojätteiden käsittely alusonnettomuuden jälkeen Kymenlaakson alueen näkökulmasta

Työn tavoitteena oli selvittää Suomenlahden rannalta merkittävän suuruisen alusöljyvahingon jälkeen kerättävän öljyisen jätteen käsittelymahdollisuudet ja -kapasiteetit sekä loppusijoitusmahdollisuudet ja -kapasiteetit Kymenlaakson alueen näkökulmasta. Tarkoituksena oli selvittää, missä jätteiden käsittely voidaan toteuttaa sekä, miten öljyisiä jätteitä voidaan esikäsitellä välivarastoinnin aikana puhdistuksen ja loppusijoituksen tehostamiseksi. Tutkimuksen kohteena oli sekä rannalta kerättävät kiinteät öljyiset ainekset että öljyinen merivesi. Työn alussa on perehdytty jätehuoltovastuuseen, eli kenen vastuulla öljyalusonnettomuuksissa syntyvät öljyiset jätteet ovat. Työssä on esitelty lyhyesti öljyvahinkojätteille teknisesti soveltuvien käsittelymenetelmien periaatteet ja menetelmien rajoituksia käsitellä öljyvahinkojätetteitä. Työssä on myös mainittu aiemmin Suomea koskettaneiden tai maailmalla tapahtuneiden alusöljyvahinkojen jätemääriä ja tapauksissa käytettyjä jätteiden käsittelymenetelmiä. Työ painottuu esittelemään Kymenlaakson alueen laitosten, Riihimäen Ekokem Oy Ab:n ja siirrettävien laitteistojen mahdollisuuksia käsitellä öljyisiä jätteitä. Lisäksi on esitelty öljyisen meriveden käsittelyyn soveltuvia laitoksia Kymenlaakson alueen näkökulmasta. Tietoja on kerätty puhelimitse ja sähköpostitse yritysten edustajilta vuoden 2007 aikana. Kymenlaakson alueella voidaan polttaa voimalaitosten leijupedeissä puhtaaseen polttoaineeseen sekoitettuja öljyisiä orgaanisia aineksia ja murskautuvia puhdistustyössä käytettyjä varusteita noin 10 000 t/a, homogenoitua öljyistä orgaanista ainesta voidaan polttaa Leca-soratehtaan rumpu-uunissa noin 1 200 t/a. Alueen polttokapasiteetti kasvaa, kun työn aikana rakenteilla oleva jätteenpolttolaitos valmistuu ja jätettä voidaan polttaa laitoksen arinalla. Haihtuvilla öljy-yhdisteillä pilaantuneita maa-aineksia voidaan alipainekäsitellä, jos yhdisteet eivät ole haihtuneet jo merellä. Erityisesti öljyiset maaainekset voidaan käsitellä alhaisilla öljypitoisuuksilla (öljypitoisuus noin alle 1-2 %) bitumistabiloimalla, aumakompostoimalla tai pesemällä siirrettävällä pesulaitteistolla. Kymenlaakson alueelle voidaan tuoda myös alueen ulkopuolelta siirrettäviä laitteistoja. Siirrettävät termodesorptiolaitteistot on tehty pilaantuneen maa-aineksen ensisijaiseen käsittelyyn, mutta samalla voidaan käsitellä myös muita jätejakeita, joilla on pieni partikkelikoko (alle 5-10 cm). Savaterra Oy:n siirrettävän termodesorptiolaitteiston kapasiteettiarvio on 100 000 t/a. Myös Niska & Nyyssönen Oy:llä on siirrettävä termodesorptiolaitteisto. Doranova Oy:n siirrettävän pesulaitteiston kapasiteettiarvio on 30 000- 50 000 t/a öljyistä maa-ainesta. Tutkimuksessa on ollut mukana myös Riihimäen Ekokem Oy Ab:n jätevoimala, jonka kapasiteettiarvio on 40 000-45 000 t/a erityisesti öljyisille orgaanisille aineksille, varusteille ja kuolleille eläimille. Riihimäen Ekokem Oy Ab:n ongelmajätelaitoksen rumpuuuneissa voidaan käsitellä arviolta 80 000-100 000 t/a öljyisiä maa-aineksia eli kiinteitä jätteitä, joiden partikkelikoko on suunnilleen alle 10 cm, ja 20 000 t/a nestemäisiä öljyisiä jätteitä. Työn loppupuolella on esitelty myös öljyisen meriveden käsittelyyn soveltuvia laitoksia ja niiden rajoituksia käsitellä kyseistä jätettä. Kyseisten laitosten kapasiteetit selviävät usein vasta onnettomuuden sattuessa. Kaikkiin annettuihin kapasiteettiarvioihin vaikuttaa merkittävästi jätteen koostumus. Raportin lopussa on esitelty alustava toimintasuunnitelma öljyvahinkojätteen käsittelemiseksi. Suunnitelmaan sisältyvät eri jätejakeille laaditut kaaviot, joista voi nähdä muun muassa eri jätekoostumuksille teknisesti soveltuvat käsittelymenetelmät ja käsittelymenetelmiä suorittavat yritykset. Öljyalusonnettomuuden sattuessa soveltuviin yrityksiin tulee ottaa yhteyttä ja selvittää kyseisellä hetkellä vapaana oleva käsittelykapasiteetti. Raportissa on myös esitelty käsittelykustannuksiin vaikuttavia tekijöitä ja arvioitu aiheutuvia kuljetuskustannuksia. Saadut tutkimustulokset ovat hyödynnettävissä erityisesti Kymenlaakson alueella. Tiedot käsittelymenetelmistä ja niiden rajoitteista ovat hyödynnettävissä valtakunnallisesti.

Kartonkikoneen tuotannonsuunnittelu jalostuslähtöisesti

Työn tarkoituksena oli selvittää monipope-menetelmän taustaa, menetelmän karkea tekninen toteutus, sovellettavuus kartonkikone KA1:n tuotantoon ja menetelmän mukanaan tuomat edut ja haitat, sekä ratkaisumallit mahdollisten tuotannollisten häiriötilanteiden ratkaisemista varten. Työssä selvitettiin myös tuotannon, tuotannon-suunnittelun, varastoinnin, asiakaspalvelun ja tuottavuuden tehostamista monipope-menetelmän avulla, sekä tuotannonsuunnittelun jalostuslähtöisyyden korostamista. Työn kirjallisuusosassa käsitellään lyhyesti toiminnanohjauksen, tuotannonsuunnittelun ja materiaalinhallinnan perusteiden lisäksi tuotannon-suunnittelussa hyödynnettävän tietojärjestelmän toimintaa ja kartonkitehtaan tuotantoprosessi kartonkikoneiden ja muovipäällystyskoneiden osalta. Kokeellisessa osassa perehdyttiin tuotannon ja tuotannonsuunnittelun tämän hetkiseen tilaan, selvitettiin monipope-menetelmän idea ja sen karkea tekninen toteutus ja tutkittiin monipopemenetelmän sovellettavuutta pohjautuen toteutuneeseen tuotantoon ja nykyisiin tuotannon rajoitteisiin. Välivarastointikapasiteetin rajoittaminen johti päällystyskapasiteetin uudelleen organisoimisen ja nykyisen kapasiteetin riittävyyden selvittämiseen koetrimmitysten avulla. Lisäksi selvitettiin uuden menetelmän avulla saavutettavaa tuotannon nousua erityisesti jatkojalostuksen osalta. Monipope-menetelmän sovellettavuustutkimuksissa havaittiin uuden menetelmän tuovan mukanaan lukuisia etuja ja säästöjä muun muassa materiaalikulujen alentumisen ja vähentyneiden työvaiheiden kautta. Kartonkikone KA1:n tuotteiden jatkojalostuksen tuotannon nousuksi määritettiin noin 2 %:ia ja tämän lisäksi uusi menetelmä yksinkertaistaisi ja helpottaisi koko kartonkitehtaan rullaliikennettä ja varastojen hallintaa. Menetelmä toisi uusia toimintamalleja KA1:n tuotannon häiriötilanteiden varalle, lisäisi tuotannonsuunnittelun joustavuutta ja helpottaisi myös asiakaspalvelun ja laaduntarkkailun kehittämistä. Tutkimuksen tuloksena voidaan todeta, että monipope-menetelmän tuomat edut ovat kiistattomat. Menetelmän soveltamisen mahdollisuuksia tulisikin miettiä jatkossa investointeja suunnitellessa, jotta menetelmän toteuttaminen kohtuullisin investointikustannuksin nykyisten tuotantoedellytysten lisäksi olisi mahdollista.

Titaanisen valkaisutornin korjaussuunnitelma

Tämän työn tarkoituksena on poistaa toistuvasti esiintyneet vauriot titaanisessa valkaisutornissa Kuusankosken paperitehtailla. Vauriot esiintyivät melko pian käyttöönoton jälkeen ja niitä esiintyi toistuvasti jokaisen korjauksen jälkeen. Jatkuvatoimisen prosessin vuoksi käyttökatkokset eivät olleet suotavia. Aikataulu suunnittelulle ja korjaukselle oli erittäin tiukka, jolloin kenttämittauksia ei ollut mahdollista tehdä laskelmien tueksi. Tämän vuoksi tähän työtön parhaiten soveltuvaksi menetelmäksi valittiin FEA. Alkuperäisessä rakenteessa pääsäiliöön oli hitsattu pintatasku, jota käytettiin välisäiliönä varastoimaan suuri määrä vaarallista nestettä. Tämä aiheutti valkaisutornin vaipalle murtumia ja vuotoja sekä suuronnettomuuden riskin koko valkaisutornille. Kuormitustietojen puutteesta johtuen kuormitukset mallinnettiin virtuaalisesti FE-menetelmällä ja analyyttisin keinoin. Kuormitusten suuruudet arvioitiin konservatiivisesti. Tämän työn tärkein oivallus oli määritellä uudelleen pintataskun toiminto siten, että sitä ei enää käytetty nesteen välivarastona, vaan ohjaimena nesteelle. Tämä innovatiivinen ongelmankorjauskonsepti on havaittu onnistuneeksi, koska vaurioita ei ole enää esiintynyt viimeisimmän korjauksen jälkeen.

Manuaalisen kokoonpanon tuottavuuden kehittäminen vaihdetehtaan projektimaisessa piensarjatuotannossa

Vaihdetehtaan tilauskannan lisääntyminen sekä jo ennestään maksimikapasiteetilla käyvä tuotanto ovat aiheuttaneet vaihdetehtaalle kapasiteetin lisäämisen tarpeen. Tuotannon kasvattamiseen pyritään laiteinvestointien avulla, joiden oletetaan lisäävän tehtaan osavalmistuksen kapasiteettia 50 prosentilla. Vuotuisten tuotantomäärien kasvaminen asettaa paineita vaihdetehtaan kokoonpanosoluun, jonka tulisi kyetä vastaamaan tuotantomäärien kasvuun. Tämän diplomityön tarkoituksena on kartoittaa kokoonpanosolun potentiaaliset kehityskohteet, joiden pohjalta luodaan systemaattinen toimintamalli kokoonpanosolun tuottavuuden kehittämiseksi. Työn keskeisimpinä tavoitteina ovat materiaalivirran- ja välivarastoinninhallinnan kehittäminen sekä tuotteiden kokoonpanon läpimenoajan lyhentäminen. Työn tuloksena on tarkoitus luoda toteutuskelpoinen kehityssuunnitelma, joka sisältää suunnitelmat kokoonpanotyön vaiheistuksesta, kokoonpanosolun layoutista sekä suunnitelman välivarastoinnin kehittämisestä. Lisäksi kehitystyöhön liittyvät olennaisesti kokoonpanosoluun suoritettavat investoinnit ja niiden kannattavuuden arviointi sekä tuottavuuden seurantaan liittyvän mittariston laadinta.

Alusöljyvahingossa kuolleiden eläinten turvallinen käsittely

Diplomityö on osa Kymenlaakson ammattikorkeakoulun SÖKÖ II-hanketta, missä tehdään toimintamalli suuren öljyntorjuntaoperaation koordinointiin rannikon öljytorjunnasta vastaaville viranomaisille. Työn tavoitteena oli selvittää alusöljyvahingossa kuolleiden eläinten sekä eläinten keräilystä ja hoidosta syntyvien jätteiden käsittelymenetelmät ja soveltuvat käsittelylaitokset. Lisäksi tavoitteena oli selvittää kuolleiden eläinten välivarastointialueen tekniset vaatimukset ja öljyiselle eläinjätteelle soveltuva kuljetuskalusto. Työn teoriaosuudet toteutettiin kirjallisten lähteiden ja asiantuntijahaastatteluiden avulla. Tärkeäksi osaksi työtä muodostui kustannuslaskelma, missä laskettiin kuolleiden eläinten keräilystä aina loppukäsittelyyn asti muodostuvat kustannukset. Työn teoriaosuudet loivat pohjan kustannuslaskelmalle. Kuolleiden eläinten loppukäsittelyyn valittiin kolme eri laitosta ja kolme eri käsittelytekniikkaa, mitkä ovat: rumpu-uuni, siirrettävä termodesorptio ja renderöinti. Kuolleet eläimet kannattaa keskitetysti kerätä ja kuljettaa yhdelle alueelle, missä suoritetaan kuolleiden eläinten välivarastointi kylmäkonteissa ja tilastointi sekä elävien eläinten pesu ja hoito. Kustannuslaskelman perusteella siirrettävä termodesorptiolaitos on halvin käsittelyvaihtoehto, mutta kustannuserot muihin laitoksiin ovat pienet. Koko kuolleiden eläinten turvallisen käsittelyn kustannukset ovat alle promillen koko suuren öljyvahingon kustannuksista. Loppukäsittelylaitosta valittaessa on käsittelykustannuksia tärkeämpää selvittää laitoksen sen hetkinen jätteenkäsittelytilanne ja vapaa käsittelykapasiteetti kuolleille eläimille.

Advanced production scheduling for batch plants in process industries

An Advanced Planning System (APS) offers support at all planning levels along the supply chain while observing limited resources. We consider an APS for process industries (e.g. chemical and pharmaceutical industries) consisting of the modules network design (for long–term decisions), supply network planning (for medium–term decisions), and detailed production scheduling (for short–term decisions). For each module, we outline the decision problem, discuss the specifi cs of process industries, and review state–of–the–art solution approaches. For the module detailed production scheduling, a new solution approach is proposed in the case of batch production, which can solve much larger practical problems than the methods known thus far. The new approach decomposes detailed production scheduling for batch production into batching and batch scheduling. The batching problem converts the primary requirements for products into individual batches, where the work load is to be minimized. We formulate the batching problem as a nonlinear mixed–integer program and transform it into a linear mixed–binary program of moderate size, which can be solved by standard software. The batch scheduling problem allocates the batches to scarce resources such as processing units, workers, and intermediate storage facilities, where some regular objective function like the makespan is to be minimized. The batch scheduling problem is modelled as a resource–constrained project scheduling problem, which can be solved by an efficient truncated branch–and–bound algorithm developed recently. The performance of the new solution procedures for batching and batch scheduling is demonstrated by solving several instances of a case study from process industries.

A hybrid method for large-scale short-term scheduling of make-and-pack production processes

Due to the ongoing trend towards increased product variety, fast-moving consumer goods such as food and beverages, pharmaceuticals, and chemicals are typically manufactured through so-called make-and-pack processes. These processes consist of a make stage, a pack stage, and intermediate storage facilities that decouple these two stages. In operations scheduling, complex technological constraints must be considered, e.g., non-identical parallel processing units, sequence-dependent changeovers, batch splitting, no-wait restrictions, material transfer times, minimum storage times, and finite storage capacity. The short-term scheduling problem is to compute a production schedule such that a given demand for products is fulfilled, all technological constraints are met, and the production makespan is minimised. A production schedule typically comprises 500–1500 operations. Due to the problem size and complexity of the technological constraints, the performance of known mixed-integer linear programming (MILP) formulations and heuristic approaches is often insufficient. We present a hybrid method consisting of three phases. First, the set of operations is divided into several subsets. Second, these subsets are iteratively scheduled using a generic and flexible MILP formulation. Third, a novel critical path-based improvement procedure is applied to the resulting schedule. We develop several strategies for the integration of the MILP model into this heuristic framework. Using these strategies, high-quality feasible solutions to large-scale instances can be obtained within reasonable CPU times using standard optimisation software. We have applied the proposed hybrid method to a set of industrial problem instances and found that the method outperforms state-of-the-art methods.

A techno-economic comparison of power production by biomass fast pyrolysis with gasification and combustion

This paper presents an assessment of the technical and economic performance of thermal processes to generate electricity from a wood chip feedstock by combustion, gasification and fast pyrolysis. The scope of the work begins with the delivery of a wood chip feedstock at a conversion plant and ends with the supply of electricity to the grid, incorporating wood chip preparation, thermal conversion, and electricity generation in dual fuel diesel engines. Net generating capacities of 1–20 MWe are evaluated. The techno-economic assessment is achieved through the development of a suite of models that are combined to give cost and performance data for the integrated system. The models include feed pretreatment, combustion, atmospheric and pressure gasification, fast pyrolysis with pyrolysis liquid storage and transport (an optional step in de-coupled systems) and diesel engine or turbine power generation. The models calculate system efficiencies, capital costs and production costs. An identical methodology is applied in the development of all the models so that all of the results are directly comparable. The electricity production costs have been calculated for 10th plant systems, indicating the costs that are achievable in the medium term after the high initial costs associated with novel technologies have reduced. The costs converge at the larger scale with the mean electricity price paid in the EU by a large consumer, and there is therefore potential for fast pyrolysis and diesel engine systems to sell electricity directly to large consumers or for on-site generation. However, competition will be fierce at all capacities since electricity production costs vary only slightly between the four biomass to electricity systems that are evaluated. Systems de-coupling is one way that the fast pyrolysis and diesel engine system can distinguish itself from the other conversion technologies. Evaluations in this work show that situations requiring several remote generators are much better served by a large fast pyrolysis plant that supplies fuel to de-coupled diesel engines than by constructing an entire close-coupled system at each generating site. Another advantage of de-coupling is that the fast pyrolysis conversion step and the diesel engine generation step can operate independently, with intermediate storage of the fast pyrolysis liquid fuel, increasing overall reliability. Peak load or seasonal power requirements would also benefit from de-coupling since a small fast pyrolysis plant could operate continuously to produce fuel that is stored for use in the engine on demand. Current electricity production costs for a fast pyrolysis and diesel engine system are 0.091/kWh at 1 MWe when learning effects are included. These systems are handicapped by the typical characteristics of a novel technology: high capital cost, high labour, and low reliability. As such the more established combustion and steam cycle produces lower cost electricity under current conditions. The fast pyrolysis and diesel engine system is a low capital cost option but it also suffers from relatively low system efficiency particularly at high capacities. This low efficiency is the result of a low conversion efficiency of feed energy into the pyrolysis liquid, because of the energy in the char by-product. A sensitivity analysis has highlighted the high impact on electricity production costs of the fast pyrolysis liquids yield. The liquids yield should be set realistically during design, and it should be maintained in practice by careful attention to plant operation and feed quality. Another problem is the high power consumption during feedstock grinding. Efficiencies may be enhanced in ablative fast pyrolysis which can tolerate a chipped feedstock. This has yet to be demonstrated at commercial scale. In summary, the fast pyrolysis and diesel engine system has great potential to generate electricity at a profit in the long term, and at a lower cost than any other biomass to electricity system at small scale. This future viability can only be achieved through the construction of early plant that could, in the short term, be more expensive than the combustion alternative. Profitability in the short term can best be achieved by exploiting niches in the market place and specific features of fast pyrolysis. These include: •countries or regions with fiscal incentives for renewable energy such as premium electricity prices or capital grants; •locations with high electricity prices so that electricity can be sold direct to large consumers or generated on-site by companies who wish to reduce their consumption from the grid; •waste disposal opportunities where feedstocks can attract a gate fee rather than incur a cost; •the ability to store fast pyrolysis liquids as a buffer against shutdowns or as a fuel for peak-load generating plant; •de-coupling opportunities where a large, single pyrolysis plant supplies fuel to several small and remote generators; •small-scale combined heat and power opportunities; •sales of the excess char, although a market has yet to be established for this by-product; and •potential co-production of speciality chemicals and fuel for power generation in fast pyrolysis systems.

Pharmaceutical process optimisation of bulk lyophilisates:implications of powder handling

Lyophilisation or freeze drying is the preferred dehydrating method for pharmaceuticals liable to thermal degradation. Most biologics are unstable in aqueous solution and may use freeze drying to prolong their shelf life. Lyophilisation is however expensive and has seen lots of work aimed at reducing cost. This thesis is motivated by the potential cost savings foreseen with the adoption of a cost efficient bulk drying approach for large and small molecules. Initial studies identified ideal formulations that adapted well to bulk drying and further powder handling requirements downstream in production. Low cost techniques were used to disrupt large dried cakes into powder while the effects of carrier agent concentration were investigated for powder flowability using standard pharmacopoeia methods. This revealed superiority of crystalline mannitol over amorphous sucrose matrices and established that the cohesive and very poor flow nature of freeze dried powders were potential barriers to success. Studies from powder characterisation showed increased powder densification was mainly responsible for significant improvements in flow behaviour and an initial bulking agent concentration of 10-15 %w/v was recommended. Further optimisation studies evaluated the effects of freezing rates and thermal treatment on powder flow behaviour. Slow cooling (0.2 °C/min) with a -25°C annealing hold (2hrs) provided adequate mechanical strength and densification at 0.5-1 M mannitol concentrations. Stable bulk powders require powder transfer into either final vials or intermediate storage closures. The targeted dosing of powder formulations using volumetric and gravimetric powder dispensing systems where evaluated using Immunoglobulin G (IgG), Lactate Dehydrogenase (LDH) and Beta Galactosidase models. Final protein content uniformity in dosed vials was assessed using activity and protein recovery assays to draw conclusions from deviations and pharmacopeia acceptance values. A correlation between very poor flowability (p<0.05), solute concentration, dosing time and accuracy was revealed. LDH and IgG lyophilised in 0.5 M and 1 M mannitol passed Pharmacopeia acceptance values criteria with 0.1-4 while formulations with micro collapse showed the best dose accuracy (0.32-0.4% deviation). Bulk mannitol content above 0.5 M provided no additional benefits to dosing accuracy or content uniformity of dosed units. This study identified considerations which included the type of protein, annealing, cake disruption process, physical form of the phases present, humidity control and recommended gravimetric transfer as optimal for dispensing powder. Dosing lyophilised powders from bulk was demonstrated as practical, time efficient, economical and met regulatory requirements in cases. Finally the use of a new non-destructive technique, X-ray microcomputer tomography (MCT), was explored for cake and particle characterisation. Studies demonstrated good correlation with traditional gas porosimetry (R2 = 0.93) and morphology studies using microscopy. Flow characterisation from sample sizes of less than 1 mL was demonstrated using three dimensional X-ray quantitative image analyses. A platinum-mannitol dispersion model used revealed a relationship between freezing rate, ice nucleation sites and variations in homogeneity within the top to bottom segments of a formulation.

Aviation unit and intermediate maintenance manual for target acquisition designation sight/pilot night vision sensor assembly (TADS/PNVS) shipping and storage containers, 13083643, 13083644, 13083649, AH-64A attack helicopter.

"April 1985."

Aviation unit and intermediate maintenance manual for target acquisition designation sight/pilot night vision sensor assembly (TADS/PNVS) shipping and storage containers, 13083643, 13083644, 13083649, AH-64A attack helicopter.

"April 1985."

The probabilistic risk analysis of external hazards of an interim storage for spent nuclear fuel

Tässä diplomityössä tehtiin Olkiluodon ydinvoimalaitoksella sijaitsevan käytetyn ydinpolttoaineen allasvarastointiin perustuvan välivaraston todennäköisyysperustainen ulkoisten uhkien riskianalyysi. Todennäköisyysperustainen riskianalyysi (PRA) on yleisesti käytetty riskien tunnistus- ja lähestymistapa ydinvoimalaitoksella. Työn tarkoituksena oli laatia täysin uusi ulkoisten uhkien PRA-analyysi, koska Suomessa ei ole aiemmin tehty vastaavanlaisia tämän tutkimusalueen riskitarkasteluja. Riskitarkastelun motiivina ovat myös maailmalla tapahtuneiden luonnonkatastrofien vuoksi korostunut ulkoisten uhkien rooli käytetyn ydinpolttoaineen välivarastoinnin turvallisuudessa. PRA analyysin rakenne pohjautui tutkimuksen alussa luotuun metodologiaan. Analyysi perustuu mahdollisten ulkoisten uhkien tunnistamiseen pois lukien ihmisen aikaansaamat tahalliset vahingot. Tunnistettujen ulkoisten uhkien esiintymistaajuuksien ja vahingoittamispotentiaalin perusteella ulkoiset uhat joko karsittiin pois tutkimuksessa määriteltyjen karsintakriteerien avulla tai analysoitiin tarkemmin. Tutkimustulosten perusteella voitiin todeta, että tiedot hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ovat epätäydellisiä. Suurinta osaa näistä hyvin harvoin tapahtuvista ulkoisista uhista ei ole koskaan esiintynyt eikä todennäköisesti koskaan tule esiintymään Olkiluodon vaikutusalueella tai edes Suomessa. Esimerkiksi salaman iskujen ja öljyaltistuksen roolit ja vaikutukset erilaisten komponenttien käytettävyyteen ovat epävarmasti tunnettuja. Tutkimuksen tuloksia voidaan pitää kokonaisuudessaan merkittävinä, koska niiden perusteella voidaan osoittaa ne ulkoiset uhat, joiden vaikutuksia olisi syytä tutkia tarkemmin. Yksityiskohtaisempi tietoisuus hyvin harvoin esiintyvistä ulkoisista uhista tarkentaisi alkutapahtumataajuuksien estimaatteja.