Variation in tracheid cross-sectional dimensions and wood viscoelasticity extent and control methods

Printing papers have been the main product of the Finnish paper industry. To improve properties and economy of printing papers, controlling of tracheid cross-sectional dimensions and wood viscoelasticity are examined in this study. Controlling is understood as any procedure which yields raw material classes with distinct properties and small internal variation. Tracheid cross-sectional dimensions, i.e., cell wall thickness and radial and tangential diameters can be controlled with methods such as sorting wood into pulpwood and sawmill chips, sorting of logs according to tree social status and fractionation of fibres. These control methods were analysed in this study with simulations, which were based on measured tracheid cross-sectional dimensions. A SilviScan device was used to measure the data set from five Norway spruce (Picea abies) and five Scots pine (Pinus sylvestris) trunks. The simulation results indicate that the sawmill chips and top pulpwood assortments have quite similar cross-sectional dimensions. Norway spruce and Scots pine are on average also relatively similar in their cross-sectional dimensions. The distributions of these species are somewhat different, but from a practical point of view, the differences are probably of minor importance. The controlling of tracheid cross-sectional dimensions can be done most efficiently with methods that can separate fibres into earlywood and latewood. Sorting of logs or partitioning of logs into juvenile and mature wood were markedly less efficient control methods than fractionation of fibres. Wood viscoelasticity affects energy consumption in mechanical pulping, and is thus an interesting control target when improving energy efficiency of the process. A literature study was made to evaluate the possibility of using viscoelasticity in controlling. The study indicates that there is considerable variation in viscoelastic properties within tree species, but unfortunately, the viscoelastic properties of important raw material lots such as top pulpwood or sawmill chips are not known. Viscoelastic properties of wood depend mainly on lignin, but also on microfibrillar angle, width of cellulose crystals and tracheid cross-sectional dimensions.

Koulun kestävän kehityksen työn merkitys kiinteistön jätehuollossa Case: Helsingin peruskoulujen jätekustannukset ja -määrät

Koulujen kestävän kehityksen työllä tarkoitetaan ekologiseen, taloudelliseen, sosiaaliseen ja kulttuuriseen kestävyyteen pohjautuvaa ympäristökasvatusta. Helsingissä peruskoulujen kestävän kehityksen työvälineet (ympäristökartoitukset ja – ohjelmat) ovat perustuneet koulujen ympäristöasioiden suunnitteluun, opetussuunnitelmien toteutumiseen ja ylläpitotoimintoihin, kuten jätehuoltoon. Opetusvirasto käytti vuosina 2005 ja 2009 ympäristötoiminnan arvioinnissa ympäristötasokuvauksia 1-3, joista arvosana 3 kuvaa ympäristöasioissa edistyneintä koulua. Tutkielman tavoitteena on tutkia ympäristötoiminnan tasojen perusteella ryhmiteltyjen peruskoulujen välisiä eroja jätekustannuksissa ja – määrissä (euroa/henkilö ja kg/henkilö) ja löytää mahdollisesti eroihin vaikuttavia tekijöitä. Tutkielman toimeksiantajana on 4V-Välitä, vaikuta, viihdy, voi hyvin – hanke, jonka yhtenä toiminnan osa-alueena on koulujen kestävän kehityksen työ. Tuloksista tullaan johtamaan tietoa Opetusviraston sekä muiden tahojen, kuten HSY:n ja Palmian ympäristötyöhön sekä Kiinteistöviraston Tilakeskuksen hallinnassa olevien koulukiinteistöjen jätehuollon kehittämiseen. Tutkimusaineistoina käytettiin Helsingin peruskoulujen vuoden 2009 jätekustannuksia ja tutkielman yhteydessä kerätyn jäteseurannan tuloksia vuodelta 2010. Jätekustannus- ja jätemääräaineistot yhdistettiin vuoden 2009 ympäristötoiminnan tasoluokitusten perusteella otokseksi (n=64). Lopullinen jätekustannus- ja jätemääräanalyysi tehtiin 29 koulun otoksella, josta oli rajattu pois kiinteistöt, joilla on koulun toiminnan lisäksi muita käyttötarkoituksia. Analyysiin sisällytettiin myös tarkempi tarkastelu koulujen seka- ja biojätejakeiden kustannuksista ja määristä. Tutkimuksen johtopäätöksenä todettiin, että eri ympäristötasoisten peruskoulujen välillä on huomattavia euro- ja kilomääräisiä eroja henkilöä kohden lasketuissa jätekustannuksissa ja –määrissä. Kokonaisjätemäärässä ei ole tapahtunut merkittävää muutosta tarkasteluvuosien välillä, mutta lajittelu näyttäisi kuitenkin tehostuneen. Tulosten perusteella ympäristöasioissa edistyneiden tason 3 koulujen keskimääräiset sekajätemäärät ja -kustannukset olivat pienimmät tasojen 1 ja 2 kouluihin verrattuna. Biojätemäärät ja –kustannukset olivat suurimmat tason 2 kouluissa. Jätekustannuksiin ja – määriin näyttäisivät vaikuttavan jäteastioiden määrien, kokojen ja tyhjennysrytmien optimointi sekä jäteastioiden täyttöasteet. Peruskoulujen tulisi keskittyä kestävän kehityksen työn avulla jätteiden synnyn ehkäisyyn ja vähentämiseen, jotta jätekustannuksetkin vähentyisivät jätehuollon kehittämistoimenpiteiden seurauksena.

Hiokerejektien käsittely MC-sakeudessa

Työn tavoitteena oli optimoida LWC-paperitehtaan kahden hiomolinjan rejektinkäsittelyt. Uusituilla rejektilinjoilla on käytössä keskisakeusrejektinjauhatus. Työn keskeinen osa oli teräkoeajot, teräsarjoja tutkittiin kuusi, kolme molemmilla linjoilla. Kahdessa ensimmäisessä teräkoeajossa oli molemmilla linjoilla samanlaiset jauhinterät. Teräkoeajojen tuloksista havaittiin yleisellä tasolla, että suurin osa mitatuista ominaisuuksista parani jauhatusastetta nostettaessa. Ainoastaan repäisylujuus heikkeni. Terävaihtoehdoista pystyttiin poimimaan molemmille linjoille sopiva terävaihtoehto. Rejektinlajittelun havaittiin parantavan edelleen massan laatuominaisuuksia, paitsi repäisylujuutta. Toisena osuutena vertailtiin keskisakeusjauhimen terävaihtoehtoa, jolla saavutettiin hyviä tuloksia, toisen paperitehtaan korkeassa sakeudessa jauhettuun rejektiin. Korkeasakeusjauhimen terää ei erityisesti valikoitu koeajoa varten. Tuloksista havaittiin, että keskisakeusjauhimella saadaan aikaan varsin hyvää LWC-paperiin käytettävää massaa. Keskisakeudessa jauhettu massa oli monilta ominaisuuksiltaan jopa parempaa kuin korkeasakeusjauhimen massa. Työn kolmannessa osuudessa ajettiin rejektilinjalla sakeuskoeajo. Sakeuskoeajosta havaittiin, että optiset ominaisuudet olivat parhaimmillaan jauhimen MC-sakeusalueen keskivaiheilla. Jauhatussakeuden noustessa kuidut jäivät jäykemmiksi ja karkeammiksi. Tikkupitoisuus oli sitä pienempi, mitä alhaisempaa jauhatussakeutta käytettiin. Sakeudella ei ollut selvää vaikutusta lujuusominaisuuksiin. Tulosten perusteella paras jauhatussakeus keskisakeusjauhimella oli sakeusalueen puoliväli. Työn viimeisenä osana selvitettiin miten kytkentämuutos, jossa rejektilinjan viimeisen lajittimen rejekti käännettiin palaamaan jälkilajittelun sijaan rejektilinjan kaariseulalle, vaikutti koko hiomon kapasiteettiin ja rejektilinjan massan laatuun. Koeajojen tuloksena havaittiin, että kytkentämuutolla pystyttiin nostamaan koko hiomon kapasiteettia ja rejektilinjan akseptin laatu parani.

Matematiikan ja tietotekniikan tehtävien automaattinen tasoarviointi adaptiivisella testauksella

Tämän diplomityön tavoitteena on ollut kehittää adaptiivista testausta hyödyntävä menetelmä, jonka tuottaman datan avulla voidaan havaita ja ennakoida oppimisvaikeuksia perusopetuksen peruskoulun sekä lukion matematiikan ja tietotekniikan opetuksessa. Tietojen analysointi toteutetaan ohjelmallisesti tilastollisia menetelmiä hyödyntäen anonymisoidusta aineistosta. Adaptiivisuutta hyödynnetään tällöin tehtävien asettelun apuvälineenä sekä tehtäviä suoritettavaksi tarjoavana menetelmänä muiden käytössä olevien tehtäväasettelujen ohella. Opiskelijan osaamista selvitetään joko aikaisempien tehtävien perusteella tai opiskelijan ominaisuuksien perusteella arvioidun tyypillisen profiilin mukaisesti. Tehtävien kategorisointi tasoarviointitehtävien ja yleisten tehtävien välillä tehdään osittain automaattisesti, mutta tehtävien lajittelu käytettävissä olevien tehtävien joukkoon vaatii käsityötä. Selvitettävän aineiston tutkimisen avuksi tarvitaan kategorisoivaa aineistonvalintaa, joka voidaan toteuttaa osin ohjelmallisesti mutta johon tarvitaan myös käyttäjän arviointia. Lähtökohtana käytetään primitiivisiä työvälineitä, joiden jatkokehittämisen tarve tulevaisuudessa on välttämätöntä aineistojen muuttuessa ja tutkittavan joukon laajentuessa.

Matematiikan ja tietotekniikan tehtävien automaattinen tasoarviointi adaptiivisella testauksella

Tämän diplomityön tavoitteena on ollut kehittää adaptiivista testausta hyödyntävä menetelmä, jonka tuottaman datan avulla voidaan havaita ja ennakoida oppimisvaikeuksia perusopetuksen peruskoulun sekä lukion matematiikan ja tietotekniikan opetuksessa. Tietojen analysointi toteutetaan ohjelmallisesti tilastollisia menetelmiä hyödyntäen anonymisoidusta aineistosta. Adaptiivisuutta hyödynnetään tällöin tehtävien asettelun apuvälineenä sekä tehtäviä suoritettavaksi tarjoavana menetelmänä muiden käytössä olevien tehtäväasettelujen ohella. Opiskelijan osaamista selvitetään joko aikaisempien tehtävien perusteella tai opiskelijan ominaisuuksien perusteella arvioidun tyypillisen profiilin mukaisesti. Tehtävien kategorisointi tasoarviointitehtävien ja yleisten tehtävien välillä tehdään osittain automaattisesti, mutta tehtävien lajittelu käytettävissä olevien tehtävien joukkoon vaatii käsityötä. Selvitettävän aineiston tutkimisen avuksi tarvitaan kategorisoivaa aineistonvalintaa, joka voidaan toteuttaa osin ohjelmallisesti mutta johon tarvitaan myös käyttäjän arviointia. Lähtökohtana käytetään primitiivisiä työvälineitä, joiden jatkokehittämisen tarve tulevaisuudessa on välttämätöntä aineistojen muuttuessa ja tutkittavan joukon laajentuessa.