[kand] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM

Permanent URI for this collectionhttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/11

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 1950
  • Litiumin "louhinta" merivedestä
    (2025-01-16) Rislakki, Elias
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Kandidaatin tutkielmassa pohdittiin maailman meriä litiumin vaihtoehtoisena lähteenä korvaamaan nykyisiä pääasiallisia lähteitä: maaperän malmeja ja luonnollisia suolajärviä. Merivedessä esiintyy noin 230 miljardia tonnia litiumia, mutta konsentraatio on kuitenkin erittäin pieni, mikä aiheuttaa haasteita talteenottoon. Tutkielmassa verrattiin neljää eri menetelmää litiumin keräämiseksi. Menetelmät olivat: selektiivinen kalvo elektrolyysissä, mangaanipohjainen adsorbentti, dialyysi ja sähkökemiallinen interkalaatio. Jokainen menetelmä pystyi selektiivisesti erottamaan litiumia merivedestä. Kuitenkin on huomattava, että koska litiumin konsentraatio merivedessä on hyvin pieni, keruuaika on pitkä. Keruuaika vaihteli neljästä päivästä 28 päivään. Parhaiten suoriutui selektiivinen kalvo elektrolyysissä, joka tuotti 0.5 mg per litra merivettä sadassa tunnissa. Yhtään näistä menetelmistä ei ole käytössä kaupallisesti.
  • Solid State Batteries: recent developments, potential and challenges
    (2025-01-15) Enckell, Claus
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
  • Mikroleväbiomassan haasteet ja mahdollisuudet energiantuotannossa
    (2024-12-22) Seppälä, Kaisla
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä kandidaatintyössä tutkitaan nykyistä mikroleväenergiantuotantoa. Mikrolevällä on hyvän fotosynteesitehokkuus, eli se pystyy tuottamaan tehokkaasti biomassaa fotosynteesin avulla. Tästä biomassasta voidaan eristää lipidejä tai hiilihydraatteja, jotka voivat toimia biodieselin tai bioetanolin komponentteina. Näillä mikroleväperäisillä polttoaineilla voidaan korvata fossiilisia polttoaineita ja valjastaa ilmakehän hiilidioksidi energiaksi siten, että fossiilista hiiltä ei tarvitse kuluttaa lisää. Tämä hillitsisi ilmastonmuutosta. Tässä kirjallisuustutkimuksessa perehdytään nykyisiin mikroleväviljelyjärjestelmiin, mikrolevän tarvitsemiin kasvatusolosuhteisiin sekä edellä mainittujen biopolttoaineiden valmistukseen mikrolevästä. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että näihin osa-alueisiin liittyy haasteita, joiden takia mikroleväpohjaista biopolttoainetta ei ole pystytty tuottamaan teollisesti. Työssä pyritään myös etsimään kirjallisuudesta ratkaisuja näihin haasteisiin ja mahdollisuuksia, miten mikrolevää voidaan viljellä ja prosessoida tulevaisuudessa. Neljä näkökulmaa on edustettuna: kiertotalouteen, teknologiaan, geneettiseen muokkaamiseen ja mikrolevälajien potentiaaleihin perustuvat näkökulmat. Tutkimuksen johtopäätöksenä voidaan myös todeta, että viljelyyn ja prosessointiin liittyviä haasteita voidaan ratkaista esimerkiksi integroimalla mikroleväviljelmä jätevedenkäsittelyyn.
  • Fundamentals, Materials and Applications of ALD-Based TCO Thin Film Optoelectronics
    (2025-01-14) Puska, Lauri
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Transparent conductive oxide (TCO) thin films generally consist of oxide and metal in a lamellar structure. These thin films’ high transparency and conductivity allows the production of energy efficient optoelectronics. In most applications, TCO thin films are utilized as transparent anodes or electrodes. Other applications include antireflective and passivating coatings specially in photovoltaics applications. This bachelor’s thesis presents a comprehensive literature review on the core principles, materials and applications of TCO thin films deposited using atomic layer deposition (ALD). There are several different methods for improving the properties of TCO thin films, of which the most common is doping. Another common improvement method is annealing in various gas atmospheres or with UV-light treatment. The improvements from doping are dependent on the dopant itself and best improvements in optoelectronic properties are generally reached with low dopant ratios. Annealing improves the crystallinity of TCO thin films, however high temperature treatment is not always possible due to the substrate material limitations. Different gas atmospheres are used to increase the amount of oxygen vacancies on the surface of the thin films, which improves the conductivity of the films. Additionally, UV light treatment enhances the formation of oxygen vacancies in annealing. The most promising new improvement methods for TCO thin films are hydrogen doping and various sandwich structures. Hydrogen doping in the ALD cycle allows inclusion of hydrogen in the whole thin films structure, mainly in the oxygen vacancies, although slowing down the film growth speed in the process. An alternative for this is radiative annealing in hydrogen atmosphere, however this treatment mainly allows inclusion of hydrogen in the surface oxygen vacancies of the TCO thin films. In sandwich structures, the conductivity of optoelectronic materials is improved with TCO thin films grown on the top and bottom layers of the middle material. This leads to improved transparency due to the Burstein-Moss effect. Additionally, this structure is often called 2D electron gas due to its high conductivity, especially in sandwich structures made entirely of TCO thin films. TCO thin films have become increasingly popular, particularly as transparent electrodes, paralleling improvements in perovskite and dye-sensitized solar cell technologies. Beyond photovoltaics, TCOs have demonstrated promising applications in lighting devices and flexible electronics, where sandwich structures and nanolaminates offer improvements over current technologies. In conclusion, TCO thin films are likely to become the cornerstone of future optoelectronics by not only enhancing current technologies but also enabling the development of new, more efficient optical devices.
  • Kehitteillä olevat kaupalliset värjäystekniikat selluloosapohjaisille tekstiilikuiduille
    (2024-12-15) Salovaara, Thea
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tekstiiliteollisuus on merkittävä ympäristökuormittaja, ja perinteiset värjäysprosessit kuluttavat runsaasti vettä, energiaa ja kemikaaleja. Työn tavoitteena on tunnistaa ympäristöystävällisempiä ja resurssitehokkaampia ratkaisuja värjäysprosessien parantamiseksi. Selluloosapohjaiset tekstiilikuidut, kuten viskoosi, modaali ja lyocell, ovat uudelleen käsiteltyjä luonnonmateriaaleja, jotka tarjoavat ekologisemman vaihtoehdon synteettisille kuiduillle. Värjäystekniikoiden haasteina ovat kuitenkin muun muassa runsas veden- ja kemikaalienkulutus sekä ympäristölle haitalliset jätevesipäästöt. Työssä tarkastellaan neljää innovatiivista värjäystekniikkaa: kehruuvärjäystä, entsyymipohjaisia värjäystekniikoita, vedetöntä värjäystä ja digitaalista tekstiilipainatusta. Kehruuvärjäyksen avulla väriaineet lisätään suoraan selluloosaliuokseen ennen kehruuta, mikä säästää vettä ja energiaa huomattavasti. Entsyymipohjaiset menetelmät hyödyntävät luonnon väriaineita ja ultraäänitekniikkaa, parantaen värien kiinnittymistä ja kestävyysominaisuuksia. Vedetön värjäys eliminoi veden käytön lähes kokonaan käyttämällä liuottimia, kuten propanolia, mikä vähentää ympäristön kuormitusta. Digitaalinen tekstiilipainatus puolestaan vähentää merkittävästi kemikaalien, veden ja energian kulutusta, mikä tekee siitä resurssitehokkaan vaihtoehdon perinteiselle painatukselle.
  • Transdermaalinen lääkeannostelu
    (2025-01-12) Korhonen, Iina
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tämä kandidaatintutkielma käsittelee transdermaalista lääkkeenannostelua ja sen tehostamismenetelmiä. Transdermaalinen lääkeannostelu mahdollistaa lääkkeiden kulkeutumisen suoraan ihon läpi verenkiertoon mahdollistaen neulattomuuden ja ensikierron metabolian välttämisen. Iho kuitenkin estää monien lääkeaineiden imeytymisen, joten tehokas lääkeaineiden siirtyminen vaatii usein lisätekniikoita. Tässä tutkielmassa perehdyttiin useiden kirjallisuuslähteiden ja tutkimusten avulla viiteen erilaiseen tehostusmenetelmään, jotka parantavat lääkeaineiden imeytymistä: mikroneulat, sonoforeesi, iontoforeesi, nanopartikkelit ja hydrogeelit. Mikroneulojen avulla voidaan läpäistä ihon uloin kerros ja se mahdollistaa lääkeaineiden siirtymisen syvemmälle ihoon. Sonoforeesissa ultraääni avaa kanavia ihoon ja iontoforeesissa sähkövirta edistää lääkeaineiden kulkeutumista. Nanopartikkelit voivat parantaa lääkeaineiden imeytymistä ihon läpi muuttamalla niiden fysikaalisia ominaisuuksia. Hydrogeelit puolestaan voivat vapauttaa lääkkeitä hallitusti ja parantavat ihon kosteutta, jolloin lääkeaineiden imeytyminen tehostuu. Nykyisin tehostusmenetelmiä käytetään usein yhdessä, koska niiden yhdistäminen parantaa lääkkeiden annostelun tuloksia. Tutkielmassa listattiin markkinoilla olevia laitteita, jotka hyödyntävät tehotusmenetelmiä, mutta haasteina ovat edelleen laitteiden korkea hinta ja potilasturvallisuuden varmistaminen. On käynnissä lukuisia tutkimuksia, jotka tähtäävät tehostusmenetelmien ja laitteiden kehittämiseen, jotta markkinoille saadaan mahdollisimman kattava valikoima transdermaalisesti annosteltavia lääkkeitä.
  • Monikansallisen yrityksen hajautetut toimitusketjut ja niiden varastojen hallinta
    (2024-12-15) Järvinen, Anna
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Globalisaation seurauksena monet yritykset hyödyntävät hajautettuja toimitusketjuja vastatakseen kansainväliseen kysyntään ja kilpailuun markkinoilla. Yhä useammat yritykset ovat laajentaneet toimintaansa useisiin eri maihin ja maanosiin. Tämän seurauksena hajautettujen toimitusketjujen hallinnasta on tullut yhä oleellisempi osa kansainvälisten yrityksien liiketoimintaa. Varastonhallinnan merkitys on kasvanut entisestään, vaikka sisäistä tuotantoa on ulkoistettu. Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on perehtyä hajautettujen toimitusketjujen hallintaan varastoinnin kannalta käyttäen esimerkkitapauksena kivenmurskaus- ja kaivosalan yritystä, Metso Oyj:tä. Työssä pyritään esittämään nykytilan lisäksi tulevaisuuden trendejä ja haasteita. Työssä osoitetaan, että toimitusketjujen regionalismi on ollut kasvava trendi epävakaassa kansainvälisessä markkinatilanteessa. Vaikka toimitusketjut muuttuvat ja päivittyvät tulevaisuudessa, niiden ylläpitäminen ja varastojen rooli kokonaisprosessissa eivät tule kuitenkaan vähenemään.
  • Mikromuoveja sisältävien vesien käsittely kylmäplasmahapetuksella
    (2025-01-10) Rajamäki, Antreas
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä kandidaatintutkielmassa tutkittiin mikromuovin hajottamista kylmäplasmahapetuksella. Mikromuovilla tarkoitetaan pieniä muovista irtoavia muovipartikkeleita. Muovin käyttö on lisääntynyt räjähdysmäisesti 1950-luvulta, jonka seurauksena myös mikromuovin määrä on lisääntynyt. Mikromuovilla on negatiivisia terveysvaikutuksia, jonka takia sitä kannattaa poistaa esimerkiksi juomavedestä. Työssä tutkittiin kylmäplasmaa ilmiönä, sen tuottamista sekä kahta erilaista laitetyyppiä, joilla sitä voidaan tuottaa. Tämän lisäksi opinnäytetyössä tutkitaan kirjallisuuden avulla, mihin kylmäplasmahapetuksen kyky hajottaa orgaanisia yhdisteitä perustuu. Lisäksi mikromuovin hajoamista sekä eroja eri muovityyppien hajoamisessa tutkittiin. Tämä opinnäytetyö on kirjallisuuskatsaus olemassa olevan tiedon pohjalta. Katsauksen perusteella kylmäplasmahapetusta voidaan käyttää mikromuovien hajottamisessa. Eroja muovityyppien hajoamisessa kuitenkin on. Polypropeeni (PP) ja matalatiheyksinen polyetyleeni (LDPE) hajoavat huonosti. Polyvinyylikloridi (PVC) sekä polystyreeni (PS) puolestaan hajoavat hyvin kylmäplasmahapetuksella. Jotta kylmäplasmahapetusta voitaisiin soveltaa suuremmissa mittakaavoissa, tulee mikromuovien hajottamista vielä tutkia lisää. Vaikka mikromuovi hajosi tutkimusten mukaan hyvin, käsiteltiin niissä vain hyvin pieniä muovimääriä, joka ei välttämättä kuvaa mikromuovin hajoamista suuremmissa mittakaavoissa.
  • Atomic Layer Deposition: A Strategy for Improving Solid-Solid Interfaces in All-Solid-State Lithium Batteries
    (2025-01-08) Sevon, Aapo
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    As the world transitions toward renewable energy, the demands on battery technology have increased. Rechargeable batteries are crucial in enabling the use of renewable energy, but they are struggling to keep up with the demands of the industry. Solid-state batteries (SSBs) can transcend the limits of traditional Li-ion batteries in energy density, lifespan and safety and are of high interest to scientists today. In SSB research, the use of a lithium metal anode is of special interest, as it could enable unparalleled energy density. However, solid-state batteries are still a nascent technology, with major problems observed at the interface between solid-state electrolyte (SSE) and Li-metal. This thesis handles atomic layer deposition (ALD) coatings on the interface between solid-state electrolytes and electrodes and their effect on cell stability and performance. The most promising combinations of oxide based solid-state electrolytes and coating materials in Li-metal batteries are evaluated by analysing the results of several studies. The problems at the interface hinder Li-ion conduction, worsening battery performance, and possibly enable the growth of Li dendrites, which are filamentlike structures that can eventually grow through the SSE and cause a short circuit. The central challenge for SSBs is to achieve stable longterm performance at a high enough current density for reasonable battery charging and discharging rates. In general, the studies showed that cells with interfacial coatings were stable for relatively long cycle times, at current densities that were at least twice as large as the current densities of uncoated cells. Some coatings passivated the electrochemically unstable interface between NASICON-type SSE and Li, which is a requirement for long-term performance. Due to the nascent nature of the field, the most promising SSE/coating combinations could not be determined with certainty. Many studies were exploratory and as such, the long-term effects of the coating on battery stability were generally poorly explored. Additionally, there was a severe lack of standardization between studies, which hindered comparison. Nevertheless, two interesting material combinations were identified; the garnet-type LLZT coated with hexagonal boron nitride and the NASICON-type LAGP coated with aluminium oxide should be investigated further.
  • Sytotoksisten yhdistelmäproteiinien tuottaminen Escherichia colissa
    (2024-12-15) Salo, Noora
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Yhdistelmäproteiinien tuotanto on nykyaikana tärkeä menetelmä erilaisten proteiinien tuottamiseksi. Escherichia coli eli E. coli on vakiinnuttanut asemansa isäntäsoluna sen monipuolisten etujen vuoksi. Yhdistelmäproteiineilla voi kuitenkin olla sytotoksisia ominaisuuksia, jolloin ne aiheuttavat haittaa isäntäsolulleen. Sytotoksisten proteiinien tuottamiseen voidaan vaikuttaa eri menetelmien kautta tuotannon eri vaiheissa. Ennen tuotannon alkua on tunnettava pro-teiinin toiminta ja tuotannon tavoitteet tarkasti. Valittu vektori, sen sisältämä promoottori ja mahdollinen fuusiotunniste valitaan proteiinien omi-naisuuksien mukaan. E. colin ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa valitsemalla sopiva kanta tuotantoon. Kasvuolosuhteet, proteiinien tuotantonopeus, ilmentämispaikka sekä toisen proteiinin kanssa yhteistuottaminen tuovat myös lisää tekijöitä, joihin vaikuttaa tuotannossa. Sytotoksisten proteiinien tuottaminen on sitä tehokkaampaa, mitä laajemmin nämä eri menetelmät huomioidaan tuotannossa. Tämä kandidaatintyö on kirjallisuustutkimus, jossa esitellään erilaisia menetelmiä sytotoksisten proteiinien tuottamiseksi. Työssä käydään läpi E. coli -bakteerin luomat edellytykset proteiinien tuottamiseksi, sytotoksisten yhdistelmäproteiinien yleiset vaikutusmekanismit sekä eri sytotoksisten proteiinien tuotantoon vaikuttavat tekijät. Kandidaatintyön tavoitteena on koota kattavasti eri menetelmiä, joiden avulla sytotoksisia proteiineja voidaan tuottaa niiden haittavaikutuksista huolimatta.
  • Integration of DNA origami with Solid-State Nanopores for Sensing Applications
    (2024-12-15) Pirinen, Roosa
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Solid-state nanopores are nanoscale holes in synthetic membranes that are used to detect molecules and their properties, such as size, shape, and charge. The challenge of solid-state nanopores is their lack of selectivity. DNA origami is a versatile two- or three-dimensional nanostructure, with high biocompatibility, easy programmability, and great specificity and selectivity. DNA origami nanostructures can be integrated into solid-state nanopores to enhance their functionality and specificity. This enables the detection of a wider range of analytes, from ions to macromolecules. In addition, the easy modification of DNA origami allows the functionalization of the structure for specific molecules. This bachelor’s thesis is a literature review focusing on the integration of DNA origami with solid-state nanopores and its effect on sensing applications. Based on the collected information, the integration offers numerous advantages in sensing and distinguishing single molecules. This property is highly desired in biomedicine and diagnostics, where sensitive and specific sensors are required. In addition to the detection of molecules, the sensor could be used to research structures and intermolecular forces. Although the integration does have some obstacles that require solving before commercial use can be thought of, these DNA origami nanopore sensors could open the door for new possibilities in sensor technology and advanced diagnostics.
  • Natural thickeners in cosmetic products
    (2025-01-06) Holmberg, Annika
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    The growing demand for sustainable products is reshaping various industries, including the cosmetic industry. The trend of more sustainable and natural cosmetic products is a key driving factor for the cosmetic industry. One way the cosmetic industry can meet the growing demands is by replacing synthetic components with a natural alternative. Such a component is, for instance, thickeners that provide products with a desired viscosity and texture, additionally contributing to storage stability. This thesis explores natural thickeners that can be used in cosmetic products. It is conducted as a literature review with the goal to sample a list of such natural thickeners. A natural thickener is a polysaccharide that can be derived from natural sources, such as plants, algae, microbes, and animal sources. Animal-based thickeners are not considered in this thesis. The discussed thickeners thicken aqueous systems, meaning they are water-soluble or water-swellable. This thesis also examines the sustainability aspects of natural thickeners. The review identifies a diverse range of polysaccharides of various origins that have applications as thickeners in cosmetic products. The most diverse group is the plant-derived thickeners, which include seed gums, exudate gums, konjac gum, and pectin. Furthermore, the algal and microbial polysaccharides have great potential as thickeners. Thickeners isolated from microbes currently have more narrow applications in cosmetic products. Chemically modified thickeners are also included in the list due to their wide potential and multifunctionality. Aspects such as origin, pH and temperature stability, and synergies are discussed for each thickener mentioned. The sustainability aspects are analyzed based on biodegradability, renewability, harvesting, transport, and social and economic factors, revealing that most natural thickeners meet the sustainability criteria. Natural thickeners are renewable, biodegradable, and non-toxic.
  • Identification and Analysis of Replication Origins in Clostridial Plasmids
    (2024-12-13) Eronen, Sarah
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Historically, butanol production using acetone-butanol-ethanol fermentation in Clostridia bacteria has been pursued for a long time, but notable challenges remain. Solving these requires developing genetic engineering tools tailored to various Clostridium species. Genes enhancing desired traits or metabolic functions can be introduced into the bacteria using plasmids, which requires constructing plasmids for specific Clostridial strains. An especially important element in plasmids is the origin of replication, allowing plasmid replication within the bacteria. This thesis aims to identify plasmids that replicate in Clostridium and analyze and retrieve their origin of replication sequences. The aim is to facilitate the development of a modular cloning tool for the novel acetogen Clostridium muellerianum. A literature review on existing Clostridial genetic engineering tools was conducted, alongside in silico studies, to analyze plasmids. Key methods included database searches using NCBI BLAST and SEVA for sequence comparison, as well as NCBI CDD and InterProScan to identify conserved domains. Ori-Finder 2022 was used to identify the origin of replication sequences, while Benchling was used to visually analyze the plasmids and compare retrieved annotations. Results are presented as plasmid maps, along with a comprehensive list of identified origins of replication sequences. The study analyzed and annotated nine plasmids that replicate in Clostridium. Furthermore, origin of replication sequences was predicted for 8 of the 9 plasmids analyzed. Some plasmids include replication genes or modules, which enhance their likelihood as functional replication origins. However, laboratory studies are required to confirm these findings.
  • Tekoäly prosessien seurannassa ja vikadiagnostiikassa
    (2024-12-15) Raita, Olli
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä työssä tutkitaan tekoälyn soveltamista prosessien seurannassa ja vikadiagnostiikassa. Työn tavoitteena on selvittää, millaisia vikadiagnostiikka-algoritmeja on olemassa, miten ne eroavat toisistaan ja miten niitä voidaan hyödyntää teollisuudessa. Tarkemmin työssä perehdytään uusimpiin tulkittaviin vikadiagnostiikka-algoritmeihin, jotka pyrkivät selittämään tekoälyn päätöksenteon taustalla olevia tekijöitä. Lisäksi tarkastellaan näiden algoritmien soveltamista erilaisiin teollisuusprosesseihin ja arvioidaan niiden hyötyjä ja rajoituksia. Työssä suoritetaan myös kokeellinen osuus, jossa tutkitaan tekoälyn kykyä parantaa vikadiagnostiikan tehokkuutta sekä mahdollisuuksia lisätä prosessien ennakoitavuutta ja luotettavuutta.
  • Kestävät pakkausratkaisut maitotuotteille - biopohjaisten materiaalien mahdollisuudet ja haasteet perinteisten pakkausmateriaalien rinnalla
    (2024-12-29) Perttilä, Aino
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Kandidaatintyössä tarkastellaan kestävien pakkausratkaisujen mahdollisuuksia maitotuotteille vertailemalla perinteisiä pakkausmateriaaleja, kuten muovia, kartonkia ja alumiinia, biopohjaisiin vaihtoehtoihin. Työssä analysoidaan erilaisten materiaalien ympäristövaikutuksia, kierrätettävyyttä sekä niiden tarjoamaa suojaa maitotuotteille. Etenkin muovi on vakiintunut maitotuotteiden pakkauksissa sen hyvän suojaavuuden ja edullisuuden ansiosta, mutta sen ympäristövaikutukset, kuten kierrätyksen haasteet ja pitkä hajoamisaika, ovat merkittäviä ongelmia. Biopohjaiset materiaalit tarjoavat lupaavia vaihtoehtoja, mutta niiden käytössä on edelleen haasteita tuotantokustannusten ja kierrätettävyyden osalta. Työssä verrataan barrier-ominaisuuksia, eli materiaalien kykyä estää kosteuden, hapen ja valon pääsy tuotteeseen. Alumiini ja muovi tarjoavat erinomaisen suojan, mutta kartonki ja biokomposiitit vaativat lisäpinnoitteita saavuttaakseen vastaavan suojaavuuden. Monimateriaalipakkaukset, joissa yhdistetään muovia, alumiinia ja kartonkia, ovat toimivia, mutta niiden kierrätys on monimutkaisempaa ja kallista. Työssä nostetaan esiin ympäristönäkökulma, jossa biopohjaiset materiaalit voivat merkittävästi vähentää pakkausten hiilijalanjälkeä ja tukea kiertotalouden periaatteita. Toisaalta näiden materiaalien laajamittainen käyttöönotto edellyttää infrastruktuurisia ja teknologisia investointeja, jotta niiden tuotanto ja kierrätys olisi taloudellisesti kannattavaa. Lisäksi biopohjaisten materiaalien tuotanto voi kilpailla maatalouden ja ruuantuotannon kanssa, mikä asettaa haasteita kestävän kehityksen tavoitteille. Johtopäätöksissä todetaan, että perinteiset muovit ovat edelleen vahvassa asemassa maitotuotteiden pakkauksissa, mutta biopohjaisten ja kompostoitavien materiaalien kehitys voi tulevaisuudessa tarjota merkittäviä parannuksia ympäristöystävällisiin pakkausratkaisuihin.
  • Kiinteällä fermentaatiolla valmistetun sieninahan tuotantoprosessin elinkaarianalyysi
    (2024-12-28) Honkio, Aino
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Sienirihmastosta valmistettu biopohjainen nahankorvike tarjoaa potentiaalisen vaihtoehdon perinteiselle eläinnahalle, joka on hyvistä materiaaliominaisuuksistaan huolimatta epäeettinen ja epäekologinen materiaali. Sienirihmastonahka hyödyntää valmistuksessaan metsä- ja maatalouden jätevirtoja, ja voi olla käsittelyistä riippuen biohajoava materiaali. Sieninahan tuotantoprosessi on suhteellisen uusi ja sen ympäristöllistä kestävyyttä on tutkittu vasta vähän. Vaikka sieninahka vaikuttaa lupaavalta korvaajalta eläinnahalle ympäristövaikutustensa osalta, tarvitaan sen tuotantoprosessista enemmän tutkimustietoa luotettavamman ja kokonaisvaltaisemman vertailun mahdollistamiseksi. Lisätutkimusta tarvitaan myös sieninahan loppuelinkaaren vaiheista sekä sieninahan materiaaliominaisuuksista. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan sieninahan kiinteän fermentaation tuotantoprosessin ympäristövaikutuksia elinkaariarvioinnin (LCA) perusmenetelmiä hyödyntäen. Työssä analysoidaan ympäristövaikutuksia tuotantoprosessin kolmesta keskeisestä vaiheesta: raaka-aineista, kasvatuksesta ja käsittelystä. Elinkaarianalyysin tuloksia vertaillaan perinteisen nahan ympäristövaikutuksiin. Työssä elinkaariarviointi toteutetaan cradle to gate -periaatteella, eikä siinä huomioida sieninahan loppuelinkaarta. Kandidaatintyön kirjallisuuskatsaus osoittaa, että sieninahka on lupaava vaihtoehto eläinperäiselle nahalle, mutta korostaa tarvetta lisätutkimukselle, jotta materiaalin laajan skaalan tuotanto olisi tulevaisuudessa mahdollista.
  • In situ -louhinnan edut ja haitat
    (2024-12-28) Koskinen, Julia
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    In situ -louhintamenetelmä tarjoaa houkuttelevan vaihtoehdon perinteisille louhintamenetelmille, sillä sen avulla on mahdollista kustannustehokkaammin louhia yhä syvemmältä ja matalapitoisemmista esiintymistä. In situ -louhinnan (ISM) merkittävin ero perinteisiin menetelmiin on arvoaineksen erotuksen toteutettaminen itse esiintymässä. Perinteisistä louhintatavoista poiketen louhittua kiveä ei nosteta maanpinnalle tai rikastamolle. Sen sijaan maanpinnalle pumpataan ainoastaan liuos, jossa haluttu malmi on liuenneena. Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus, joka kokoaa in situ -louhinnan taustaa, sovelluksia, etuja ja haittoja sekä ennusteita menetelmän tulevaisuuden asemasta. Työn tavoitteena on tarkastella in situ -louhinnan tulevaisuuden roolia kaivosteollisuudessa etenkin menetelmän etujen ja haittojen näkökulmista. In situ -menetelmän tekniset ja taloudelliset edut ovat mahdollistaneet menetelmän merkittävän roolin esimerkiksi ydinvoimateollisuudelle oleellisen uraanin talteenotossa. Lisäksi menetelmän suosiota lisää sen ympäristöystävällisyys. In situ -menetelmän kestävää kehitystä tukeva ympäristöystävällisyys sekä alhaiset louhintakustannukset tekevät menetelmästä erittäin potentiaalisen vaihtoehdon perinteiselle louhinnalle. Kandidaatintyössä esitettyihin havaintoihin pohjautuen, in situ -louhinnalla on merkittävää potentiaalia kasvattaa rooliaan tulevaisuuden kaivosteollisuudessa.
  • Elohopean talteenotto loistelampuista
    (2024-12-26) Koskimies, Elli
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tämä kandidaatintyö tarkastelee kirjallisuuskatsauksella erilaisia elohopean talteenottomenetelmiä loistelampuista. Työn tavoitteena on koota tietoa erilaisista talteenottomenetelmistä, niihin vaikuttavista seikoista ja pohtia menetelmien eroja, koska loistelamppujen sisältämä elohopea on suuri uhka sekä ihmisten terveydelle että ympäristölle. Työssä esitellään loistelamppujen sisältämän elohope-an jakautumista ja muodostamia yhdisteitä. Kolme erilaista talteenottomenetelmää esitellään aiemmasta kirjallisuudesta ja niiden tuloksia sekä ominaisuuksia vertaillaan keskenään. Tulokset osoittivat, että monilla erilaisilla menetelmillä on omat hyvät ja huonot puolensa ja ne sopivat erilaisiin tilanteisiin, riippuen siitä, mitä talteenotolta halutaan. Suurimmassa osassa menetelmiä päästiin yli 90 % tehokkuuteen elohopean irrottamisessa lampuista ja osassa jopa yli 90 % elohopeasta saatiin talteen alkuainemuotoisena elohopeana. Kuivakierrätysmenetelmien energiatehokkuutta on optimoitu, minkä takia niitä käytetään jo teollisuudessa. Märkäkierrätysmenetelmiä on tutkittu vasta laboratoriomittakaavassa ja ne vaativat energia- ja kustannustehokkuuden osalta vielä lisätutkimusta ja optimointia.
  • Sekoitussäiliön mallintaminen ja ohjaaminen
    (2024-12-23) Saarinen, Niko
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä kandidaatin opinnäytetyössä mallinnettiin pilot-laitteena toimiva sekoitussäiliö geometriaan perustuvilla dynaamisilla yhtälöillä. Aalto-yliopiston tiloista löytyvälle pilot-laitteistolle suoritettiin mittauksia, joissa mitattiin säiliön pinnankorkeutta ja lämpötilaa sekä siihen tulevia ja lähteviä virtauksia. Dynaamisen yhtälöiden muodostamisessa käytettiin geometrian lisäksi fysikaalisia säilymislakeja massalle ja energialle. Kokeellisilla mittauksilla pyrittiin löytämään arvot yhtälöistä löytyville tuntemattomille parametreille. Pilot-laitteen dynaamisista yhtälöistä luotiin Simulink-kaavio, jonka avulla säiliö simuloitiin. Simulink:in avulla mallille luotiin PI-säätimet pinnankorkeudelle ja lämpötilalle. Simulaation tuloksista oli nähtävissä samanlaista käyttäytymistä mitattujen tulosten kanssa, joskin erovaisuutta oli havaittavissa. Tuloksien vertailua on tehty ja syitä eroavaisuuksille on pohdittu luvussa 5.
  • Glyserolin aromatisointi
    (2024-12-22) Hellämäki, Lauri
     Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tämän kandidaattityön tarkoitus on tutkia biodieselin valmistuksessa syntyvän glyserolin soveltuvuutta aromaattien lähtöaineeksi sekä vertailla erilaisia tapoja saada glyserolista aromaatteja. Työ on toteutettu kirjallisuustutkielmana. Biodieselin valmistuksessa syntyy valtava määrä glyserolia, joka aiheuttaa markk-noille ylitarjonnan. Glyserolin hinta romahtaa ja siitä aiheutuu taloudellisia sekä logistisia ongelmia tuottajille. Tarkoitus on tutkia glyserolin jatkojalostamista arvokkaiksi aromaateiksi, joka edistäisi biodieselin valmistusta monin tavoin. Glyserolin aromatisointi tapahtuu HZSM5 zeoliitin avulla, jolla pystytään tuottamaan BTX-aromaatteja oikeilla reaktio olosuhteilla. Reaktio on monimutkainen eikä vielä valmis laajaan tuotantoon erilaisten ongelmien takia. Suurimpana ongelmana on katalyytin deaktivoitumien koskaantumisen vuoksi. Deaktivoitumiseen on etsitty erilaisia ratkaisuja, joilla pystytään hidastamaan deaktivoitumista ja näin pidentämään katalyytin elinikää.