Extended hydrogen photoproduction by nitrogen-fixing cyanobacteria

Cyanobacteria are the only prokaryotic organisms performing oxygenic photosynthesis. They comprise a diverse and versatile group of organisms in aquatic and terrestrial environments. Increasing genomic and proteomic data launches wide possibilities for their employment in various biotechnical applications. For example, cyanobacteria can use solar energy to produce H2. There are three different enzymes that are directly involved in cyanobacterial H2 metabolism: nitrogenase (nif) which produces hydrogen as a byproduct in nitrogen fixation; bidirectional hydrogenase (hox) which functions both in uptake and in production of H2; and uptake hydrogenase (hup) which recycles the H2 produced by nitrogenase back for the utilization of the cell. Cyanobacterial strains from University of Helsinki Cyanobacteria Collection (UHCC), isolated from the Baltic Sea and Finnish lakes were screened for efficient H2 producers. Screening about 400 strains revealed several promising candidates producing similar amounts of H2 (during light) as the ΔhupL mutant of Anabaena PCC 7120, which is specifically engineered to produce higher amounts of H2 by the interruption of uptake hydrogenase. The optimal environmental conditions for H2 photoproduction were significantly different between various cyanobacterial strains. All suitable strains revealed during screening were N2-fixing, filamentous and heterocystous. The top ten H2 producers were characterized for the presence and activity of the enzymes involved in H2 metabolism. They all possess the genes encoding the conventional nitrogenase (nifHDK1). However, the high H2 photoproduction rates of these strains were shown not to be directly associated with the maximum capacities of highly active nitrogenase or bidirectional hydrogenase. Most of the good producers possessed a highly active uptake hydrogenase, which has been considered as an obstacle for efficient H2 production. Among the newly revealed best H2 producing strains, Calothrix 336/3 was chosen for further, detailed characterization. Comparative analysis of the structure of the nif and hup operons encoding the nitrogenase and uptake hydrogenase enzymes respectively showed minor differences between Calothrix 336/3 and other N2-fixing model cyanobacteria. Calothrix 336/3 is a filamentous, N2-fixing cyanobacterium with ellipsoidal, terminal heterocysts. A common feature of Calothrix 336/3 is that the cells readily adhere to substrates. To make use of this feature, and to additionally improve H2 photoproduction capacity of the Calothrix 336/3 strain, an immobilization technique was applied. The effects of immobilization within thin alginate films were evaluated by examining the photoproduction of H2 of immobilized Calothrix 336/3 in comparison to model strains, the Anabaena PCC 7120 and its ΔhupL mutant. In order to achieve optimal H2 photoproduction, cells were kept under nitrogen starved conditions (Ar atmosphere) to ensure the selective function of nitrogenase in reducing protons to H2. For extended H2 photoproduction, cells require CO2 for maintenance of photosynthetic activity and recovery cycles to fix N2. Application of regular H2 production and recovery cycles, Ar or air atmospheres respectively, resulted in prolongation of H2 photoproduction in both Calothrix 336/3 and the ΔhupL mutant of Anabaena PCC 7120. However, recovery cycles, consisting of air supplemented with CO2, induced a strong C/N unbalance in the ΔhupL mutant leading to a decrease in photosynthetic activity, although total H2 yield was still higher compared to the wild-type strain. My findings provide information about the diversity of cyanobacterial H2 capacities and mechanisms and provide knowledge of the possibilities of further enhancing cyanobacterial H2 production.

Suureen yleisöön vetoavaa suurvalta-ajan historiaa

Kirjallisuusarvostelu

Koulutuksen ja kasvatuksen historiaa keskiajalta EMU-Suomeen

Kirjallisuusarvostelu

Koti ja koulu kasvattajina : kurkistus oppilaan ja opettajan arkeen

Kirjallisuusarvostelu

Yrittäjyyskasvatusta suomalaiseen opettajankoulutukseen ja opetukseen! YVI-hankkeen hedelmiä vuosilta 2010 –2014

Yrittäjyyskasvatuksen toteutusta opetuksessa ja koulutuksessa on edistetty 2000-luvulla mm. hanketyöskentelyn kautta. Turun yliopiston Turun normaalikoulun koordinoimassa valtakunnallisessa YVIhankkeessa (2010–14) keskityttiin yrittäjyyskasvatuksen kehittämiseen ammatillisessa ja yleissivistävässä opettajankoulutuksessa. Harvinaislaatuisen laajaan hankkeeseen osallistui yli kolmekymmentä kumppaniorganisaatiota ympäri Suomen. Tässä julkaisussa YVI-hankkeen toimijat kertovat yrittäjyyskasvatuksen kehittämisestä sekä käsittelevät yrittäjyyskasvatuksen teemoja ja toteutumista eri toimintaympäristöissä. Artikkelit tarjoavat niin tieteelliseen tutkimukseen kuin käytännön kokemukseen perustuvaa tietoa. Jokaisen artikkelin tärkein anti on koottu artikkelin loppuun huoneentauluksi, helpottamaan nopeaa tutustumista aihepiiriin. Julkaisu on suunnattu opettajille, opettajankouluttajille ja opiskelijoille, opetus- ja koulutusorganisaatioiden johdolle ja päättäjille eri tahoilla – sekä kaikille, joita yrittäjyyskasvatus ja opetuksen ja koulutuksen järjestelmällinen kehittäminen kiinnostavat.

Kaatra, Kössi

Kössi Kaatra, fram till år 1906 Gustaf Adolf Lindström f. 6.11.1882 i Lojo d. 15.11.1928 i Huddinge, Sverige Kössi Kaatra är den finska arbetarlitteraturens kändaste lyriker. Hans tidiga produktion går i nyromantisk stil, och han visar i sin lyrik prov på skicklig hantering av versmått och slutrim. Kaatra blev därför även känd som ’Tammerfors egen Eino Leino’. Sin bana som arbetarlyriker inledde Kaatra efter generalstrejksåren med tre diktsamlingar i socialistisk anda, varefter han fortsatte att skriva samhällsengagerad dikt under revolutionsåren 1917 och 1918. Efter det finska inbördeskrigets utbrott flydde Kaatra till Sverige, där han tillbringade resten av sitt liv. I den sena produktionen återkom Kaatra ofta till inbördeskrigets händelser. Som en höjdpunkt i produktionen ses diktsamlingen Alhaisolauluja (sv. Proletärsånger) från 1922. I likhet med många andra av den s.k. äldre arbetarrörelsens diktare behandlade Kaatra ofta bibliska och religiösa ämnen i sin lyrik. http://www.kansallisbiografia.fi/kb/artikkeli/2898/

Paperitehtaan toimitusketjun kustannus- ja pääoma-analyysi

Heikkenevä kysyntä sekä koveneva hintakilpailu erityisesti painopaperin markkinoilla on luonut paperinvalmistajalle haasteita kustannusten alentamisen sekä kannattavuuden parantamisen osalta. Sijaintinsa vuoksi yritys on halunnut erityisesti parantaa kustannustehokkuuttaan logistiikan osalta, minkä tueksi tämä diplomityö on tehty. Tutkimuksen tarkoituksena on analysoida paperitehtaan toimitusketjuja kustannusjohtamisen näkökulmasta. Tavoitteena on ollut arvioida kahden vaihtoehtoisen toimitusketjun, suoran ja välivarasto-toimituksen, vaikutusta syntyvien kustannusten, ketjuun sitoutuneen pääoman sekä asiakaskannattavuuden kautta. Tutkimus toteutettiin case-tutkimuksen kaltaisena soveltuvin osin, hyödyntämällä kvantitatiivisia menetelmiä. Projektia varten valittiin paperinvalmistajan painopaperin tuloslinjalta kymmenen kohdeasiakasta, joille vaihtoehtoisia toimitusketjuja voidaan soveltaa. Toimitusketjut rajattiin käsittämään valmiin tuotteen asiakastoimitukset ja niistä aiheutuvat kuluerät. Kustannus- ja pääoma-analyysin suunnittelussa hyödynnettiin toimitusketjuihin sekä kustannusjohtamiseen liittyvää teoreettista kirjallisuutta. Ensisijaisena viitekehyksenä kustannusten analysoinnissa sovellettiin toimintolaskentaa ja pääoman sitoutumisen arvioinnissa kiertoajan tunnuslukuja. Käsiteltävä informaatio kerättiin yrityksen sisäisistä raporteista sekä toiminnanohjausjärjestelmästä taulukkolaskentaohjelmaan, jossa laskelmat tehtiin. Tutkimuksen avaintuloksena kahdeksan case-asiakkaan kohdalla suora toimitus osoittautui kustannuksiltaan välivaraston kautta kulkevaa edullisemmaksi. Lisäksi havaittiin suoran toimituksen nopeuttavan teoriassa pääoman kiertoa toimitusketjussa lyhyemmän läpimenoajan ansiosta. Johtopäätöksenä kustannus- ja pääomahyötyjen vaikutuksen vuoksi suorien toimitusten hyödyntäminen on edullista soveltuvien asiakkaiden kohdalla. Tutkimuksessa kustannusinformaation kerääminen kokonaisvaltaisesti osoittautui haasteelliseksi, sillä kaikkien toimitusketjun kustannuserien tietoja ei ollut laajasti saatavilla. Toimeksiantajan näkökulmasta merkittävät kohteet jatkotutkimukselle ovat kustannusten oikeellisuuteen ja kohdistamiseen sekä asiakkaiden maksukäytäntöihin ja ehtoihin liittyvä seuranta.

Ihana, vaikea demokratia : EU:n demokratiavaje neljä vuotta Lissabonin sopimuksen jälkeen

1/2014 on lehden EU-erikoisnumero.

ICT - Tietojärjestelmäympäristön siirto

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää tietojärjestelmäympäristön siirtoprojektin toteutukseen liittyviä ongelmia ja etsiä niihin ratkaisuja. Tutkimuksen lopputuloksen perusteella on tarkoitus tehdä ehdotus tietojärjestelmäympäristön siirtoprojektin mahdollisesta prosessikuvauksesta. Kunnollisen prosessikuvauksen avulla tietojärjestelmäympäristön siirtoprojektin toteutus helpottuu huomattavasti, koska on olemassa selkeät ohjeet siitä, mitä kaikkea on otettava huomioon siirtoa suunniteltaessa ja toteutettaessa. Asiakkaan vaatimukset ovat oleelliset tässä työssä, joten tässä työssä prosessikuvaus suunnitellaan eri osapuolten näkökulmasta, joita tässä työssä ovat sekä Hallinnon tietotekniikkakeskus (Haltik) että sen asiakkaat.

Transformation of carbon dioxide to diethyl carbonate over ceria and ceria-supported catalysts

Carbon dioxide is regarded, nowadays, as a primary anthropogenic greenhouse gas leading to global warming. Hence, chemical fixation of CO2 has attracted much attention as a possible way to manufacture useful chemicals. One of the most interesting approaches of CO2 transformations is the synthesis of organic carbonates. Since conventional production technologies of these compounds involve poisonous phosgene and carbon monoxide, there is a need to develop novel synthetic methods that would better match the principles of "Green Chemistry" towards protection of the environment and human health. Over the years, synthesis of dimethyl carbonate was under intensive investigation in the academia and industry. Therefore, this study was entirely directed towards equally important homologue of carbonic esters family namely diethyl carbonate (DEC). Novel synthesis method of DEC starting from ethanol and CO2 over heterogeneous catalysts based on ceria (CeO2) was studied in the batch reactor. However, the plausible drawback of the reaction is thermodynamic limitations. The calculated values revealed that the reaction is exothermic (ΔrHØ298K = ─ 16.6 J/ ) and does not occur spontaneously at rooms temperature (ΔrGØ 298K = 35.85 kJ/mol). Moreover, co-produced water easily shifts the reaction equilibrium towards reactants excluding achievement of high yields of the carbonate. Therefore, in-situ dehydration has been applied using butylene oxide as a chemical water trap. A 9-fold enhancement in the amount of DEC was observed upon introduction of butylene oxide to the reaction media in comparison to the synthetic method without any water removal. This result confirms that reaction equilibrium was shifted in favour of the desired product and thermodynamic boundaries of the reaction were suppressed by using butylene oxide as a water scavenger. In order to obtain insight into the reaction network, the kinetic experiments were performed over commercial cerium oxide. On the basis of the selectivity/conversion profile it could be concluded that the one-pot synthesis of diethyl carbonate from ethanol, CO2 and butylene oxide occurs via a consecutive route involving cyclic carbonate as an intermediate. Since commercial cerium oxide suffers from the deactivation problems already after first reaction cycle, in-house CeO2 was prepared applying room temperature precipitation technique. Variation of the synthesis parameters such as synthesis time, calcination temperature and pH of the reaction solution turned to have considerable influence on the physico-chemical and catalytic properties of CeO2. The increase of the synthesis time resulted in high specific surface area of cerium oxide and catalyst prepared within 50 h exhibited the highest amount of basic sites on its surface. Furthermore, synthesis under pH 11 yielded cerium oxide with the highest specific surface area, 139 m2/g, among all prepared catalysts. Moreover, CeO2─pH11 catalyst demonstrated the best catalytic activity and 2 mmol of DEC was produced at 180 oC and 9 MPa of the final reaction pressure. In addition, ceria-supported onto high specific surface area silicas MCM-41, SBA-15 and silica gel were synthesized and tested for the first time as catalysts in the synthesis of DEC. Deposition of cerium oxide on MCM-41 and SiO2 supports resulted in a substantial increase of the alkalinity of the carrier materials. Hexagonal SBA-15 modified with 20 wt % of ceria exhibited the second highest basicity in the series of supported catalysts. Evaluation of the catalytic activity of ceria-supported catalysts showed that reaction carried out over 20 wt % CeO2-SBA-15 generated the highest amount of DEC.