Comprehensive Study of Crystal Growth from Solution

Crystal growth is an essential phase in crystallization kinetics. The rate of crystal growth provides significant information for the design and control of crystallization processes; nevertheless, obtaining accurate growth rate data is still challenging due to a number of factors that prevail in crystal growth. In industrial crystallization, crystals are generally grown from multi-componentand multi-particle solutions under complicated hydrodynamic conditions; thus, it is crucial to increase the general understanding of the growth kinetics in these systems. The aim of this work is to develop a model of the crystal growth rate from solution. An extensive literature review of crystal growth focuses on themodelling of growth kinetics and thermodynamics, and new measuring techniques that have been introduced in the field of crystallization. The growth of a singlecrystal is investigated in binary and ternary systems. The binary system consists of potassium dihydrogen phosphate (KDP, crystallizing solute) and water (solvent), and the ternary system includes KDP, water and an organic admixture. The studied admixtures, urea, ethanol and 1-propanol, are employed at relatively highconcentrations (of up to 5.0 molal). The influence of the admixtures on the solution thermodynamics is studied using the Pitzer activity coefficient model. Theprediction method of the ternary solubility in the studied systems is introduced and verified. The growth rate of the KDP (101) face in the studied systems aremeasured in the growth cell as a function of supersaturation, the admixture concentration, the solution velocity over a crystal and temperature. In addition, the surface morphology of the KDP (101) face is studied using ex situ atomic force microscopy (AFM). The crystal growth rate in the ternary systems is modelled on the basis of the two-step growth model that contains the Maxwell-Stefan (MS) equations and a surface-reaction model. This model is used together with measuredcrystal growth rate data to develop a new method for the evaluation of the model parameters. The validation of the model is justified with experiments. The crystal growth rate in an imperfectly mixed suspension crystallizer is investigatedusing computational fluid dynamics (CFD). A solid-liquid suspension flow that includes multi-sized particles is described by the multi-fluid model as well as by a standard k-epsilon turbulence model and an interface momentum transfer model. The local crystal growth rate is determined from calculated flow information in a diffusion-controlled crystal growth regime. The calculated results are evaluated experimentally.

On reduced games and the lexmax solution

For a family of reduced games satisfying a monotonicity property, we introduced the reduced equal split-off set, an extension of the equal split-off set (Branzei et. al, 2006), and study its relation with the core. Regardless of the reduction operation we consider, the intersection between both sets is either empty or a singleton containing the lexmax solution (Arin et al., 2008). We also provide a procedure for computing the lexmax solution for a class of games that includes games with large core (Sharkey, 1982). [JEL Classification: C71]

Solution scanning as a key policy tool: identifying management interventions to help maintain and enhance regulating ecosystem services

The major task of policy makers and practitioners when confronted with a resource management problem is to decide on the potential solution(s) to adopt from a range of available options. However, this process is unlikely to be successful and cost effective without access to an independently verified and comprehensive available list of options. There is currently burgeoning interest in ecosystem services and quantitative assessments of their importance and value. Recognition of the value of ecosystem services to human well-being represents an increasingly important argument for protecting and restoring the natural environment, alongside the moral and ethical justifications for conservation. As well as understanding the benefits of ecosystem services, it is also important to synthesize the practical interventions that are capable of maintaining and/or enhancing these services. Apart from pest regulation, pollination, and global climate regulation, this type of exercise has attracted relatively little attention. Through a systematic consultation exercise, we identify a candidate list of 296 possible interventions across the main regulating services of air quality regulation, climate regulation, water flow regulation, erosion regulation, water purification and waste treatment, disease regulation, pest regulation, pollination and natural hazard regulation. The range of interventions differs greatly between habitats and services depending upon the ease of manipulation and the level of research intensity. Some interventions have the potential to deliver benefits across a range of regulating services, especially those that reduce soil loss and maintain forest cover. Synthesis and applications: Solution scanning is important for questioning existing knowledge and identifying the range of options available to researchers and practitioners, as well as serving as the necessary basis for assessing cost effectiveness and guiding implementation strategies. We recommend that it become a routine part of decision making in all environmental policy areas.

Arvometallien selektiivinen erottaminen kloridiliuoksista

Työssä tutkittiin jalometallien selektiivistä erottamista kloridiliuoksista synteettisten polymeerihartsien avulla. Laboratoriokokeissa keskityttiin tutkimaan kullan erottamista hydrofiilisen polymetakrylaattipohjaisen adsorbentin avulla. Lähtökohtana oli platinarikaste, joka sisälsi kullan lisäksi platinaa, palladiumia, hopeaa, kuparia, rautaa, vismuttia, seleeniä ja telluuria. Mittauksissa tutkittiin eri metallien ja puolimetallien adsorptiota hartsiin tasapaino-, kinetiikka- ja kolonnikokeilla. Työssä käytettiin myös adsorption simulointiin monikomponenttierotuksen dynaamiseen mallintamiseen tarkoitettua tietokoneohjelmaa, johon tarvittavat parametrit estimoitiin kokeellisen datan avulla. Tasapainokokeet yhtä metallia sisältäneistä liuoksista osoittivat, että hartsi adsorboi tehokkaasti kultaa kaikissa tutkituissa suolahappopitoisuuksissa (1-6 M). Kulta muodostaa hartsiin hyvin adsorboituvia tetrakloroauraatti(III)ioneja, [AuCl4]-, jotka ovat erittäin stabiileja pieniin kloridipitoisuuksiin saakka. Suolahappopitoisuudella oli merkitystä ainoastaan raudan adsorptioon, joka kasvoi huomattavasti suolahappopitoisuuden noustessa johtuen raudan taipumuksesta muodostaa hyvin adsorboituvia [FeCl4]--ioneja väkevissä suolahappopitoisuuksissa. Muiden tutkittujen alkuaineiden adsorptiot jäivät alhaisiksi kaikilla suolahappopitoisuuksilla. Rikasteliuoksella tehdyt tasapainokokeet osoittivat, että adsorptiokapasiteetti kullalle riippuu voimakkaasti muista läsnäolevista komponenteista. Kilpaileva adsorptio kuvattiin Langmuir-Freundlich-isotermillä. Kolonnikokeet osoittivat, että hartsi adsorboi kullan lisäksi hieman myös rautaa ja telluuria, jotka saatiin kuitenkin eluoitua hartsista täysin 5 M suolahappopesulla ja sitä seuraavalla 1 M suolahappopesulla. Tehokkaaksi liuokseksi kullan desorboimiseen osoittautui asetonin ja 1 M suolahapon seos. Kolonnierotuksen eri vaiheet pystyttiin tyydyttävästi kuvaamaan simulointimallilla.

Epäpuhtaudet sinkin uutossa

Työssä tutkittiin metalli- ja anioniepäpuhtauksien myötäuuttautumista sinkin mukana di(2-etyyliheksyyli)fosforihappoalla (D2EHPA). Laboratoriokokeissa selvitettiin pH:n vaikutusta metalliepäpuhtauksien uuttautumiseen pH-alueella -O, l... 3 sekä pesujen vaikutusta sinkillä ladatun orgaanisen faasin metallipitoisuuksiin. Kokeita tehtiin sekä synteettisillä että autenttisilla prosessiliuoksilla. Anionikokeissa tutkittiin raudan ja sinkin vaikutusta kloridin ja fluoridin uuttautumiseen. Synteettisillä liuoksilla tehdyissä kokeissa tutkittiin kadmiumin, koboltin, nikkelin, kuparin sekä antimonin uuttautumista sinkkisulfaattiliuoksesta. Kokeissa havaittiin D2EHPA:n uuttavan sinkkiä selvästi em. metalleja paremmin. Sinkki uuttautui sulfaattiliuoksesta lähes täydellisesti tasapaino-pH:n ollessa yli 2,3. Sinkin jälkeen muista metalleista uuttautui eniten kadmium ja järjestyksessä sitten kupari, koboltti ja nikkeli. Epäpuhtausmetallien myötäuuttautumista lisääntyi uuton tasapaino-pH:n kasvaessa ja väheni sinkkilatauksen kasvaessa. Kahdella peräkkäisellä pesuaskeleella, joissa ensimmäinen pesuliuos sisälsi 5 g/L rikkihappoa ja toinen sekä 15 g/L rikkihappoa että 5 g/L sinkkiä saatiin kaikkien epäpuhtausmetallien pitoisuudet jäämään alle 3 mg/L. Antimonin uuttokokeissa huomattiin antimonin uuttautuvan täydellisesti D2EHPA:lla pH:sta riippumatta pH-alueella0...3. Prosessiliuoksilla tehdyissä kokeissa todettiin D2EHPA:n pystyvän tehokkaasti erottamaan sinkin magnesiumista ßzn,Mg ˜107 ja kadmiumista ßzn,cd ˜106. Havaittiin myös, että mitä suurempi sinkki- ja rautalataus orgaanisessa faasissa on sitä vähemmän magnesiumia ja kadmiumia uuttautuu. Ensimmäisessä pesussa saatiin sekä kadmiumin että magnesiumin pitoisuudet putoamaan keskimäärin 0,1 mg/L eli 30 alkuperäisestä pitoisuudesta. Toisella pesuaskeleella ei enää ollut vaikutusta kadmiumin ja magnesiumin pitoisuuksiin orgaanisessa faasissa. Kokeissa havaittiin myös, että D2EHPA:n latausasteen ylittäessä 0,7 alkaa sinkki-D2EHPA-kompleksit polymeroitua ja faasit eivät enää selkeytyneet helposti. Anionikokeissa huomattiin, ettei D2EHPA uuttanut kloridi tai fluoridi sinkin tai raudan mukana. D2EHPA:n havaittiin myös itsessään sisältävän hieman kloridia.

Ilmakehan hiukkasmaisten ioniyhdisteiden online-mittaus

Ilmakehän hiukkaset aiheuttavat merkittäviä ympäristö- ja terveyshaittoja, joihin vaikuttaa hiukkasten kemiallinen koostumus. Hiukkasten kemiallisesta koostumuksesta voidaan hankkia tietoa hiukkasmittauksilla. Työn tavoitteena oli rakentaa jatkuvatoiminen mittausjärjestelmä, jolla voidaan mitata ilmakehän aerosolihiukkasten ionipitoisuuksia. Mittausjärjestelmä koostuu virtuaali-impaktorista, denuderputkista, PILS-laitteesta ja ionikromatografista. Näyteilmavirtaus kulkee ensin esierottimena toimivan virtuaali-impaktorm lävitse, joka poistaa aerodynaamiselta halkaisijaltaan 1,3 um:a suuremmat hiukkaset ilmavirtauksesta. Näyte, joka sisältää 1,3 um:a pienemmät hiukkaset kulkee virtuaali-impaktorin jälkeen kahden 1 % KOH-liuoksella käsitellyn denuderputken lävitse, joilla poistetaan hiukkasmääritystä häiritsevät happamat kaasut näytevirtauksesta. Denuderputkien jälkeen ilmavirtaus saapuu PILS-laitteeseen, jossa hiukkaset kasvatetaan vesihöyryn avulla aerosolipisaroiksi, törmäytetään keräyslevyyn ja sekoitetaan sen jälkeen sisäistä standardiainetta (NaBr) sisältavään kuljetusliuokseen. Kuljetusliuoksen ja aerosolipisaroiden seoksesta koostuva näyteliuos johdetaan PILS-laitteesta ionikromatografille analysoitavaksi. Mittausjärjestelmään liitetyllä ionikromatografilla voidaan analysoida neljä näytetta tunnissa. Näytteistä määritettävät anionit olivat sulfaatti, nitraatti ja kloridi. PILS-mittausjärjestelmää testattiin keräämällä hiukkasnäytteitä samanaikaisesti PILS-laitteella sekä virtuaali-impaktorilla tai suodatinkeräimellä ja vertaamalla saatuja aerosolihiukkasten sulfaattipitoisuuksia keskenään. Testeissa kerättiin joko VOAG-laitteella tuotettuja ammoniumsulfaattihiukkasia tai laboratorion huoneilmaa. PILS-mittausjärjestelmällä mitatut sulfaattipitoisuudet olivat 2-20 % pienempia kuin suodatinkeraimella mitatut, kun kerättiin keinotekoisesti tuotettuja ammoniumsulfaattihiukkasia. Huoneilmaa kerättäessä PILS-mittausjärjestelmällä saadut pitoisuudet olivat noin 10 % pienempiä kuin suodatinkeräystulokset. Koetulokset osoittivat, että mittausjärjestelmällä saadaan analysoiduksi luotettavasti hiukkasten sulfaattipitoisuudet.

Gas exchange, phisiological indexes and ionic accumulation in Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer seedlings in nutrients solution

"Araticum-de-terra-fria" (Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer) has been consider a good alternative in rootstock production for the main commercial Annonaceae species. Although this species develops in different soil and climate conditions, there is no understanding by the physiological responses of this species at different nutritional levels. Thus, the objective of this study was to evaluate the influence of different ionic strengths on development of vegetative species known as "Araticum-de-terra-fria". It was evaluated in seedlings grown in different ionic strengths (25% I, 50% I, 75% I and 100% I) of the complete nutrient solution Hoagland and Arnon (1950) nº 2, for 140 days, the following characteristics: Gas Exchange (CO2 assimilation rate, stomatal conductance, internal CO2 concentration, transpiration rate, water use efficiency, Rubisco carboxylation efficiency); Vegetative growth characteristics (diameter, leaf number, dry matter); Physiological Indexes (leaf area ratio, specific leaf area, relative growth rate, net assimilation rate, leaf weight ratio) and Ionic Accumulation (nutrients leaf analysis). Seedlings grown under 50% I showed the highest values of Leaf CO2 assimilation rate, water use efficiency, carboxylation efficiency, growth, relative growth rate, net assimilation rate and ionic accumulation in the total dry matter. So it is concluded that "Araticum-de-terra-fria" seedlings grown under intermediate nutrient concentrations of complete nutrient solution Hoagland and Arnon (1950) nº 2, explored more adequately their physiological potential that justify their adaptation in different nutritional conditions and allow reducing the amount of mineral nutrition of seedlings production.

Characterization of nutrient deficiency in Hancornia speciosa Gomes seedlings by omitting micronutrients from the nutrient solution

Hancornia speciosa Gomes (Mangaba tree) is a fruit tree belonging to the Apocynaceae family and is native to Brazil. The production of seedlings of this species is limited by a lack of technical and nutritional expertise. To address this deficiency, this study aimed to characterize the visual symptoms of micronutrient deficiency and to assess growth and leaf nutrient accumulation in H. speciosa seedlings supplied with nutrient solutions that lack individual micronutrients. H. speciosa plants were grown in nutrient solution in a greenhouse according to a randomized block design, with four replicates. The treatments consisted of a group receiving complete nutrient solution and groups treated with a nutrient solution lacking one of the following micronutrients: boron (B), copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), zinc (Zn), and molybdenum (Mo). The visual symptoms of nutrient deficiency were generally easy to characterize. Dry matter production was affected by the omission of micronutrients, and the treatment lacking Fe most limited the stem length, stem diameter, root length, and number of leaves in H. speciosa seedlings as well as the dry weight of leaves, the total dry weight, and the relative growth in H. speciosa plants. The micronutrient contents of H. speciosa leaves from plants receiving the complete nutrient solution treatment were, in decreasing order, Fe>Mn>Cu>Zn>B.

In vitro pollen germination and pollen viability in passion fruit (Passiflora spp.)

The use of Passiflora species for ornamental purposes has been recently developed, but little is known about pollen viability and the potential for crossing different species. The objective of this study was to evaluate the pollen viability of six Passiflora species collected from different physiological stages of development through in vitro germination and histochemical analysis using dyes. The pollen was collected in three stages (pre-anthesis, anthesis and post-anthesis). Three compositions of culture medium were used to evaluate the in vitro germination, and two dyes (2,3,5-triphenyltetrazolium chloride, or TTC, and Lugol's solution) were used for the histochemical analysis. The culture medium containing 0.03% Ca(NO3) 4H2O, 0.02% of Mg(SO4 ).7H2O, 0.01% of KNO3, 0,01% of H3BO3, 15% sucrose, and 0.8% agar, pH 7.0, showed a higher percentage of pollen grains germinated. Anthesis is the best time to collect pollen because it promotes high viability and germination. The Lugol's solution and TTC dye overestimated the viability of pollen, as all accessions showed high viability indices when compared with the results obtained in vitro.

Railway Wagon Market Analysis and New Multi-Purpose Wagon Solution for Freight Transports - Finnish Manufacturing Perspective

Rautateillä käytettävät tavaravaunut ovat vanhenemassa hyvin nopeasti; tämä koskee niin Venäjää, Suomea, Ruotsia kuin laajemminkin Eurooppaa. Venäjällä ja Euroopassa on käytössä runsaasti vaunuja, jotka ovat jo ylittäneet niille suositeltavan käyttöiän. Silti niitä käytetään kuljetuksissa, kun näitä korvaavia uusia vaunuja ei ole tarpeeksi saatavilla. Uusimmat vaunut ovat yleensä vaunuja vuokraavien yritysten tai uusien rautatieoperaattorien hankkimia - tämä koskee erityisesti Venäjää, jossa vaunuvuokraus on noussut erittäin suosituksi vaihtoehdoksi. Ennusteissa kerrotaan vaunupulan kasvavan ainakin vuoteen 2010 saakka. Jos rautateiden suosio rahtikuljetusmuotona kasvaa, niin voimistuva vaunukysyntä jatkuu huomattavan paljon pidemmän aikaa. Euroopan ja Venäjän vaunukannan tilanne näkyy myös sitä palvelevan konepajateollisuuden ongelmina - yleisesti ottaen alan eurooppalaiset yritykset ovat heikosti kannattavia ja niiden liikevaihto ei juuri kasva, venäläiset ja ukrainalaiset yritykset ovat olleet samassa tilanteessa, joskin aivan viime vuosina tilanne on osassa kääntynyt paremmaksi. Kun näiden maanosien yritysten liikevaihtoa, voittoa ja omistaja-arvoa verrataan yhdysvaltalaisiin kilpailijoihin, huomataan että jälkimmäisten suoriutuminen on huomattavan paljon parempaa, ja näillä yrityksillä on myös kyky maksaa osinkoja omistajilleen. Tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää uuden tyyppinen kuljetusvaunu Suomen, Venäjän sekä mahdollisesti myös Kiinan väliseen liikenteeseen. Vaunutyypin tarkoituksena olisi kyetä toimimaan monikäyttöisenä, niin raaka-aineiden kuin konttienkin kuljetuksessa, tasapainottaen kuljetusmuotojen aiheuttamaa kuljetuspaino-ongelmaa. Kehitystyön pohjana käytimme yli 1000 venäläisen vaunutyypin tietokantaa, josta valitsimme Data Envelopment Analysis -menetelmällä soveliaimmat vaunut kontinkuljetukseen (lähemmin tarkastelimme n. 40 vaunutyyppiä), jättäen mahdollisimman vähän tyhjää tilaa junaan, mutta silti kyeten kantamaan valitun konttilastin. Kun kantokykyongelmia venäläisissä vaunuissa ei useinkaan ole, on vertailu tehtävissä tavarajunan pituuden ja kokonaispainon perusteella. Simuloituamme yhdistettyihin kuljetuksiin soveliasta vaunutyyppiä käytännössä löytyvässä kuljetusverkostossa (esim. raakapuuta Suomeen tai Kiinaan ja kontteja takaisin Venäjän suuntaan), huomasimme lyhemmän vaunupituuden sisältävän kustannusetua, erityisesti raakaainekuljetuksissa, mutta myös rajanylityspaikkojen mahdollisesti vähentyessä. Lyhempi vaunutyyppi on myös joustavampi erilaisten konttipituuksien suhteen (40 jalan kontin käyttö on yleistynyt viime vuosina). Työn lopuksi ehdotamme uuden vaunutyypin tuotantotavaksi verkostomaista lähestymistapaa, jossa osa vaunusta tehtäisiin Suomessa ja osa Venäjällä ja/tai Ukrainassa. Vaunutyypin tulisi olla rekisteröity Venäjälle, sillä silloin sitä voi käyttää Suomen ja Venäjän, kuten myös soveltuvin osin Venäjän ja Kiinan välisessä liikenteessä.

Use of the Flixene vascular access graft as an early cannulation solution.

OBJECTIVE: The primary end points of this study were safety and efficacy of early cannulation of the Flixene graft (Maquet-Atrium Medical, Hudson, NH). Secondary end points were complications and patency. METHODS: This is a prospective single-center nonrandomized study. Study data included patient characteristics; history of vascular access; operative technique; interval between implantation and initial cannulation; complications; and patency at 1 month, 3 months, and every 6 months. Patency rates were estimated by the Kaplan-Meier method. RESULTS: Between January 2011 and September 2013, a total of 46 Flixene grafts were implanted in 44 patients (27 men) with a mean age of 63 years. The implantation site was the upper arm in 67% of cases, the forearm in 11%, and the thigh in 22%. Seven grafts were never cannulated during the study period. Of the remaining 39 grafts, 32 (82%) were successfully cannulated within the first week after implantation, including 16 (41%) on the first day. The median interval from implantation to initial cannulation was 2 days (interquartile range, 1-3 days). The median follow-up was 223.5 days (interquartile range, 97-600 days). Five hematomas occurred, but only one required surgical revision. Primary assisted and secondary patency rates were 65% and 86%, respectively, at 6 months and 56% and 86%, respectively, at 1 year. CONCLUSIONS: This study suggests that cannulation of the Flixene graft within 1 week after implantation is safe and effective. Early cannulation avoids or shortens the need for a temporary catheter. One-year patency rates appeared to be comparable to those achieved with conventional grafts, but long-term follow-up and randomized controlled studies will be needed to confirm this finding.

Solution equilibria of cytosine- and guanine-rich sequences near the promoter region of the n-myc gene that contain stable hairpins within lateral loops

Cytosine-and guanine-rich regions of DNA are capable of forming complex structures named i-motifs and G-quadruplexes, respectively. In the present study the solution equilibria at nearly physiological conditions of a 34 -bases long cytosine-rich sequence and its complementary guanin e-rich strand corresponding to the first intron of the n-mycgene were studied. Both sequences , not yet studied, contain a 12 - base tract capable of forming stable hairpins inside the i-motif and G-quadruplex structures, respectively ...

Insulin-Like growth-factor 1 myocardial expression decreases in chronic alcohol consumption

Background Chronic alcohol ingestion may cause severe biochemical and pathophysiological derangements to skeletal muscle. Unfortunately, these alcohol-induced events may also prime skeletal muscle for worsened, delayed, or possibly incomplete repair following acute injury. As alcoholics may be at increased risk for skeletal muscle injury, our goals were to identify the effects of chronic alcohol ingestion on components of skeletal muscle regeneration. To accomplish this, age- and gender-matched C57Bl/6 mice were provided normal drinking water or water that contained 20% alcohol (v/v) for 18-20 wk. Subgroups of mice were injected with a 1.2% barium chloride (BaCl2) solution into the tibialis anterior (TA) muscle to initiate degeneration and regeneration processes. Body weights and voluntary wheel running distances were recorded during the course of recovery. Muscles were harvested at 2, 7 or 14 days post-injection and assessed for markers of inflammation and oxidant stress, fiber cross-sectional areas, levels of growth and fibrotic factors, and fibrosis. Results Body weights of injured, alcohol-fed mice were reduced during the first week of recovery. These mice also ran significantly shorter distances over the two weeks following injury compared to uninjured, alcoholics. Injured TA muscles from alcohol-fed mice had increased TNFα and IL6 gene levels compared to controls 2 days after injury. Total protein oxidant stress and alterations to glutathione homeostasis were also evident at 7 and 14 days after injury. Ciliary neurotrophic factor (CNTF) induction was delayed in injured muscles from alcohol-fed mice which may explain, in part, why fiber cross-sectional area failed to normalize 14 days following injury. Gene levels of TGFβ1 were induced early following injury before normalizing in muscle from alcohol-fed mice compared to controls. However, TGFβ1 protein content was consistently elevated in injured muscle regardless of diet. Fibrosis was increased in injured, muscle from alcohol-fed mice at 7 and 14 days of recovery compared to injured controls. Conclusions Chronic alcohol ingestion appears to delay the normal regenerative response following significant skeletal muscle injury. This is evidenced by reduced cross-sectional areas of regenerated fibers, increased fibrosis, and altered temporal expression of well-described growth and fibrotic factors.