Ion-exchange resins as stationary phase in reactive chromatography

Dynamic behavior of bothisothermal and non-isothermal single-column chromatographic reactors with an ion-exchange resin as the stationary phase was investigated. The reactor performance was interpreted by using results obtained when studying the effect of the resin properties on the equilibrium and kinetic phenomena occurring simultaneously in the reactor. Mathematical models were derived for each phenomenon and combined to simulate the chromatographic reactor. The phenomena studied includes phase equilibria in multicomponent liquid mixture¿ion-exchange resin systems, chemicalequilibrium in the presence of a resin catalyst, diffusion of liquids in gel-type and macroporous resins, and chemical reaction kinetics. Above all, attention was paid to the swelling behavior of the resins and how it affects the kinetic phenomena. Several poly(styrene-co-divinylbenzene) resins with different cross-link densities and internal porosities were used. Esterification of acetic acid with ethanol to produce ethyl acetate and water was used as a model reaction system. Choosing an ion-exchange resin with a low cross-link density is beneficial inthe case of the present reaction system: the amount of ethyl acetate as well the ethyl acetate to water mole ratio in the effluent stream increase with decreasing cross-link density. The enhanced performance of the reactor is mainly attributed to increasing reaction rate, which in turn originates from the phase equilibrium behavior of the system. Also mass transfer considerations favor the use ofresins with low cross-link density. The diffusion coefficients of liquids in the gel-type ion-exchange resins were found to fall rapidly when the extent of swelling became low. Glass transition of the polymer was not found to significantlyretard the diffusion in sulfonated PS¿DVB ion-exchange resins. It was also shown that non-isothermal operation of a chromatographic reactor could be used to significantly enhance the reactor performance. In the case of the exothermic modelreaction system and a near-adiabatic column, a positive thermal wave (higher temperature than in the initial state) was found to travel together with the reactive front. This further increased the conversion of the reactants. Diffusion-induced volume changes of the ion-exchange resins were studied in a flow-through cell. It was shown that describing the swelling and shrinking kinetics of the particles calls for a mass transfer model that explicitly includes the limited expansibility of the polymer network. A good description of the process was obtained by combining the generalized Maxwell-Stefan approach and an activity model that was derived from the thermodynamics of polymer solutions and gels. The swelling pressure in the resin phase was evaluated by using a non-Gaussian expression forthe polymer chain length distribution. Dimensional changes of the resin particles necessitate the use of non-standard mathematical tools for dynamic simulations. A transformed coordinate system, where the mass of the polymer was used as a spatial variable, was applied when simulating the chromatographic reactor columns as well as the swelling and shrinking kinetics of the resin particles. Shrinking of the particles in a column leads to formation of dead volume on top of the resin bed. In ordinary Eulerian coordinates, this results in a moving discontinuity that in turn causes numerical difficulties in the solution of the PDE system. The motion of the discontinuity was eliminated by spanning two calculation grids in the column that overlapped at the top of the resin bed. The reactive and non-reactive phase equilibrium data were correlated with a model derived from thethermodynamics of polymer solution and gels. The thermodynamic approach used inthis work is best suited at high degrees of swelling because the polymer matrixmay be in the glassy state when the extent of swelling is low.

Epithelial sodium transport and its control by aldosterone: the story of our internal environment revisited.

Transcription and translation require a high concentration of potassium across the entire tree of life. The conservation of a high intracellular potassium was an absolute requirement for the evolution of life on Earth. This was achieved by the interplay of P- and V-ATPases that can set up electrochemical gradients across the cell membrane, an energetically costly process requiring the synthesis of ATP by F-ATPases. In animals, the control of an extracellular compartment was achieved by the emergence of multicellular organisms able to produce tight epithelial barriers creating a stable extracellular milieu. Finally, the adaptation to a terrestrian environment was achieved by the evolution of distinct regulatory pathways allowing salt and water conservation. In this review we emphasize the critical and dual role of Na(+)-K(+)-ATPase in the control of the ionic composition of the extracellular fluid and the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS) in salt and water conservation in vertebrates. The action of aldosterone on transepithelial sodium transport by activation of the epithelial sodium channel (ENaC) at the apical membrane and that of Na(+)-K(+)-ATPase at the basolateral membrane may have evolved in lungfish before the emergence of tetrapods. Finally, we discuss the implication of RAAS in the origin of the present pandemia of hypertension and its associated cardiovascular diseases.

Selection of internal control genes for real-time quantitative PCR in ovary and uterus of sows across pregnancy

Reproductive traits play a key role in pig production in order to reduce costs and increase economic returns. Among others, gene expression analyses represent a useful approach to study genetic mechanisms underlying reproductive traits in pigs. The application of reverse-transcription quantitative PCR requires the selection of appropriate reference genes, whose expression levels should not be affected by the experimental conditions, especially when comparing gene expression across different physiological stages.

Effect of prestorage curing on storage life, internal and external qualities of sweet orange (Citrus sinensis)

Orange fruits from two seasons, in April and August 2006 representing late 2005 and early 2006 harvests respectively were cured in hot air at 36-37(0)C to 1%, 3%, 5% and 7% weight loss before storage at 28(0)C and 86% relative humidity (RH). The fruits were observed for incidence of decay, further weight loss, juice content, firmness or softening of the peel, total soluble solids (TSS), pH, titratable acidity, and colour during storage. Curing reduced the incidence of decay. All control fruits were rotten by day 21 in August harvest while 22.5% of the control was rotten by day 56 in the April harvest. Storage life was extended beyond 56 days in fruits cured with 1, 3, 5 and 7% in April harvest as there was no decay throughout, while decay incidence in August harvest was 88.9, 61.1, 22.2 and 31.3% in 1, 3, 5 and 7% respectively. Penicillium digitatum, Phytophthora sp., Alternaria citri and Collectotrichum gloeosporioides were among decay causing moulds detected. Control fruits lost more weight during storage than cured fruits did. Fruit rind hardening was more noticed in the control and those cured to 1% weight loss, especially from the April harvest. It was insignificant in other treatments in both trials. Titratable acidity, pH, juice content and TSS were not affected by the treatment. Colour change to yellow was however retarded by curing. Curing to 5% weight loss was best for decay control and quality retention.

Potential health-care service utilization substitution effects induced by case management for emergency department frequent users

BACKGROUND: In most of the emergency departments (ED) in developed countries, a subset of patients visits the ED frequently. Despite their small numbers, these patients are the source of a disproportionally high number of all ED visits, and use a significant proportion of healthcare resources. They place a heavy economic burden on hospital and healthcare systems budgets overall. Several interventions have been carried out to improve the management of these ED frequent users. Case management has been shown in some North American studies to reduce ED utilization and costs. In these studies, cost analyses have been carried out from the hospital perspective without examining the costs induced by healthcare consumed in the community. However, case management might reduce ED visits and costs from the hospital's perspective, but induce substitution effects, and increase health service utilization outside the hospital. This study examined if an interdisciplinary case-management intervention-compared to standard ED care -reduced costs generated by frequent ED users not only from the hospital perspective, but also from the healthcare system perspective-that is, from a broader perspective taking into account the costs of healthcare services used outside the hospital. METHODS: In this randomized controlled trial, 250 adult frequent emergency department users (5 or more visits during the previous 12 months) who visited the ED of the University Hospital of Lausanne, Switzerland, between May 2012 and July 2013 were allocated to one of two groups: case management intervention (CM) or standard ED care (SC), and followed up for 12 months. Depending on the perspective of the analysis, costs were evaluated differently. For the analysis from the hospital's perspective, the true value of resources used to provide services was used as a cost estimate. These data were obtained from the hospital's analytical accounting system. For the analysis from the health-care system perspective, all health-care services consumed by users and charged were used as an estimate of costs. These data were obtained from health insurance providers for a subsample of participants. To allow comparisons in a same time period, individual monthly average costs were calculated. Multivariate linear models including a fixed effect "group" were run using socio-demographic characteristics and health-related variables as controlling variables (age, gender, educational level, citizenship, marital status, somatic and mental health problems, and risk behaviors).

Frequent users of the emergency department in a universal health coverage system : a randomized controlled trial of a case-management intervention

BACKGROUND: Frequent emergency department users represent a small number of patients but account for a large number of emergency department visits. They should be a focus because they are often vulnerable patients with many risk factors affecting their quality of life (QoL). Case management interventions have resulted in a significant decrease in emergency department visits, but association with QoL has not been assessed. One aim of our study was to examine to what extent an interdisciplinary case management intervention, compared to standard emergency care, improved frequent emergency department users' QoL. METHODS: Data are part of a randomized, controlled trial designed to improve frequent emergency department users' QoL and use of health-care resources at the Lausanne University Hospital, Switzerland. In total, 250 frequent emergency department users (≥5 attendances during the previous 12 months; ≥ 18 years of age) were interviewed between May 2012 and July 2013. Following an assessment focused on social characteristics; social, mental, and somatic determinants of health; risk behaviors; health care use; and QoL, participants were randomly assigned to the control or the intervention group (n=125 in each group). The final sample included 194 participants (20 deaths, 36 dropouts, n=96 in the intervention group, n=99 in the control group). Participants in the intervention group received a case management intervention by an interdisciplinary, mobile team in addition to standard emergency care. The case management intervention involved four nurses and a physician who provided counseling and assistance concerning social determinants of health, substance-use disorders, and access to the health-care system. The participants' QoL was evaluated by a study nurse using the WHOQOL-BREF five times during the study (at baseline, and at 2, 5.5, 9, and 12 months). Four of the six WHOQOL dimensions of QoL were retained here: physical health, psychological health, social relationship, and environment, with scores ranging from 0 (low QoL) to 100 (high QoL). A linear, mixed-effects model with participants as a random effect was run to analyze the change in QoL over time. The effects of time, participants' group, and the interaction between time and group were tested. These effects were controlled for sociodemographic characteristics and health-related variables (i.e., age, gender, education, citizenship, marital status, type of financial resources, proficiency in French, somatic and mental health problems, and behaviors at risk).

Impact of case management on frequent users quality of life : a randomized controlled trial

BACKGROUND: Frequent emergency department users represent a small number of patients but account for a large number of emergency department visits. They should be a focus because they are often vulnerable patients with many risk factors affecting their quality of life (QoL). Case management interventions have resulted in a significant decrease in emergency department visits, but association with QoL has not been assessed. One aim of our study was to examine to what extent an interdisciplinary case management intervention, compared to standard emergency care, improved frequent emergency department users' QoL. METHODS: Data are part of a randomized, controlled trial designed to improve frequent emergency department users' QoL and use of health-care resources at the Lausanne University Hospital, Switzerland. In total, 250 frequent emergency department users (≥5 attendances during the previous 12 months; ≥ 18 years of age) were interviewed between May 2012 and July 2013. Following an assessment focused on social characteristics; social, mental, and somatic determinants of health; risk behaviors; health care use; and QoL, participants were randomly assigned to the control or the intervention group (n=125 in each group). The final sample included 194 participants (20 deaths, 36 dropouts, n=96 in the intervention group, n=99 in the control group). Participants in the intervention group received a case management intervention by an interdisciplinary, mobile team in addition to standard emergency care. The case management intervention involved four nurses and a physician who provided counseling and assistance concerning social determinants of health, substance-use disorders, and access to the health-care system.

Supplier Evaluation on the Standard Material and Component Markets in the Electronic Manufacturing Equipment Industry

Työn tavoitteena oli arvioida ja selvittää toimittajasuhteeseen vaikuttavia tekijöitä JOT Automation Group Oyj.n ja sen alihankkijoiden välisessä yhteistyössä ja muodostaa yrityksen kilpailukykyä parantava toimittaja-arviointiprosessi. Työssä keskityttiin tarkastelemaan yleisillä materiaali- ja komponenttimarkkinoilla toimivia toimittajia elektroniikkateollisuuden tuotantojärjestelmien valmistuksessa. Ensin tutustuttiin toimittajasuhdetta ja sen arviointia käsitelleeseen kirjallisuuteen. Teorian tueksi tehtiin haastatteluja ja kartoitettiin ensisijaisia tarpeita ja tavoitteita arviointiprosessille. Valmis prosessi testattiin käytännössä kahden eri case-esimerkin avulla. Prosessista muodostui kahteen eri työkaluun jakautunut kokonaisuus, joista auditointi arvioi toimittajan kyvykkyyttä vastatta sille asetettuihin vaatimuksiin. Toimittajan suorituskyvyn mittaaminen puolestaan testaa ja vertaa jatkuvasti toiminnan todellista tasoa auditoinnissa saatuihin tuloksiin. Työ sisältää selvityksen ja ohjeistuksen toimittaja-arviointiprosessin käytöstä. Prosessin käyttö alentaa toimittajaan kohdistuvaa materiaalien saatavuuteen ja hankintaan liittyviä riskejä. Esimerkeistä saadut kokemukset osoittivat, että prosessin avulla päästään pureutumaan tärkeisiin ydinalueisiin ja kehittämään niitä sekä toimittajalle, että ostajayritykselle edullisella tavalla. Toimittaja-arviointiprosessista kehittyy toimintatapa yrityksen ja sen toimittajan välisen suhteen ylläpitämiseksi.

Sisäisten donorien vaikutus Polypropeeni Ziegler-Natta katalyytissä

Tässä työssä tutkittiin erilaisten sisäisten donorien vaikutusta polypropeenin ominaisuuksiin käytettäessä Ziegler-Natta-katalyyttiä, joka valmistettiin Borealiksen aiemmin kehittämällä kaksifaasimenetelmällä. Tällä uudella menetelmällä katalyytti voidaan valmistaa ilman lisättyä sisäistä donoria ja kantajaa. Katalyyttihiukkaset saadaan kaksifaasisysteemin ansiosta muodoltaan pyöreiksi. Työn kokeellisessa osassa valmistettiin erilaisia Mg-komplekseja, jossa sisäinen donori muodostuu in-situ alkoholin ja karboksyylihappokloridin reagoidessa keskenään. Katalyyttisynteesissä Mg-kompleksi reagoi TiCl4:n kanssa. Saatujen katalyyttien ominaisuuksia testattiin polymeroimalla niillä propeenia 70 °C:ssa tunnin ajan. Polymeerien ominaisuuksia tutkittiin useiden eri karakterisointimenetelmien avulla. Lisäksi tutkittiin mahdollisuutta valmistaa katalyytti, joka ei sisältäisi ftalaattia. Työssä havaittiin, että katalyytin valmistusmenetelmä on käyttökelpoinen myös muilla sisäisillä donoreilla kuin referenssinä käytetyllä DOP:lla. Kaksiliuosfaasi-systeemi saatiin aikaan myös kahdella muulla työssä tutkitulla sisäisellä donorilla. Lisäksi faasitasapainokokeissa kahden liuosfaasin systeemi saatiin aikaan sisäisellä donorilla, joka ei sisältänyt ftalaattia. Kyseisellä katalyytillä havaittiin olevan muista katalyyteistä poikkeavia ominaisuuksia. Esimerkiksi se antoi matalamman isotaktisuuden kuin referenssikatalyytti ja se saattaisikin soveltua matalan isotaktisuuden pehmeille tuotteille. Työssä kokeiltiin yhdellä uudella katalyytillä myös eteenin polymerointia, sillä katalyytin donoripitoisuus oli hyvin matala. Katalyytin aktiivisuus eteenipolymeroinnissa oli varsin hyvä.

Internal material logistics development in customer-driven production

Työn tavoitteena oli synkronoida yleinen materiaalivirta tuotannon kanssa. Pyrkimyksenä oli virtaviivaistaa materiaalivirta, jotta materiaalin määrä, sekä turhat työvaiheet tuotantoalueella vähenisivät. Päämääränä oli vähentää materiaalilavojen määrää lattialla, sekä parantaa materiaalitoimitusten OTD (On-Time-Delivery) prosenttia.Teoreettinen osa käsittelee nykypäivän toimitusketjun tärkeimpiä elementtejä. Keskeisenä asiana perehdytään materiaalivirtaan ja sen tehokkaaseen hallintaan. Työ esittelee myös synkronisen johtamismallin periaatteet, sekä materiaalivirran synkronoimisen tuotannon kanssa.Empiirinen osuus kuvaa yrityksen materiaalihallinnan nykypäivän tilanteen, sen keskeiset ongelmat, sekä uuden toimintamalliehdotuksen. Työ esittelee kaksi pilottia, joiden tulokset varmistivat uuden virtaviivaistetun materiaalivirran ja täydennysmallin toimivuuden.Työn tulokset osoittavat, miten uusi materiaalin täydennysmalli vähentää materiaalilavojen, sekä jalostamattoman työn määrää tuotantoalueella.

LAIPPATEHTAAN TOIMITUSVARMUUDEN JA LÄPIMENOAIKOJEN KEHITTÄMINEN AIKAPERUSTEISEN PROSESSIJOHTAMISEN KEINOIN

Yritysten sisäiset prosessit ovat usein pysyneet samanlaisina jo vuosia, ellei vuosikymmeniä. Tulevaisuuden haasteet löytyvät mitä suurimmassa määrin yritysten omista, monessa tapauksessa vielä tunnistamattomista prosesseista. Näiden haasteiden pohjalta, tämän diplomityön perusajatuksena on prosessijohtaminen. Diplomityön tutkimusongelma on laippatehtaan vaihteleva ja usein liian alhainen viikoittainen toimitusvarmuus, pitkät tilaus-toimitusketjun läpimenoajat ja alihankintalaippojen maahantuonnin vaikutus tehtaan toimitusvarmuuteen. Työn tarkoituksena on tutkia, kuvata ja analysoida tehtaan tuotannonohjauksen ja prosessien nykytilanne. Kirjallisuustutkimuksen ja analyysien pohjalta tavoitteena on tehdä ja toteuttaa erilaisia kehitysvaihtoehtoja toimitusvarmuuden, läpimenoaikojen ja tuotannon seurannan kehittämiseksi. Työssä analysoitiin Ferral Components Oy:n tuotannon nykytilaa, joka on perinteisesti ollut standardituotteiden varasto-ohjattua toimintaa. Analyysin perustietoina käytettiin yrityksen tuotannonohjausjärjestelmästä saatavia tilaus-toimitustietoja pääosin vuosilta 2003 ja 2004, joiltakin osin myös vuoden 2005 tietoja. ABC-analyysin tuloksena saatiin selville yrityksen tuotteiston rakenne ja sen pohjalta päätuoteryhmien tilaus-toimitusketjut. Päätuoteryhmien tilaus-toimitusketjujen selvittämisen jälkeen voitiin analysoida niiden nykytilanne. Nykytila-analyysin tulokset osoittivat, että tilaustoimitusketjut eivät ole suorituskykyisiä käytettyjen menetelmien ja mittareiden valossa ja kehitystarvetta on olemassa. Nykytila-analyysin, kirjallisuustutkimuksen ja projektikokousten avulla löydettiin kehityskohteita prosessien luomiseksi, sekä niiden kehittämiseksi. Pääasiallinen kehityskohde löydettiin analyysin pohjalta määritettyjen tilaus-toimitusketjujen eriyttämisestä omiksi ydinprosesseikseen. Ydinprosessit kuvattiin etulehtien, prosessikaavioiden ja tekstisivujen avulla. Lisäksi ydinprosesseille hahmoteltiin uusi prosessien mukainen tuotannon layout ja määriteltiin prosessien seurantaan soveltuvat mittarit. Lopuksi listattiin ydinprosesseille nykytila-analyysin pohjalta havaittuja kehitysideoita ja niiden mahdollisia positiivisia vaikutuksia sekä tehtiin taulukkolaskentaohjelmalla taulukko varasto-ohjattavien tuotteiden hälytysrajojen määrittämiseksi.

Managing material flows and improving performance in a component supplier’s internal supply chain

Tämä diplomityö tehtiin osana Componenta Cast Componentsin kolmivuotista toimitusketjujen kehitysprojektia. Työn tavoitteena oli kuvata tyypillinen yrityksen sisäinen toimitusketjuprosessi ja tehdä alustava suorituskykyanalyysi valimon ja konepajan väliseen logistiseen prosessiin liittyen. Tarkoituksena oli myös löytää kehityskohteita materiaali- ja tietovirtojen hallinnassa näiden tuotantoyksiköiden välillä. Logistiikkaan, toimitusketjujen hallintaan ja toimitusketjun suorituskyvyn mittaamiseen liittyvän kirjallisuustutkimuksen sekä käytännön perusteella valittiin sopivat analyysimenetelmät. Näitä menetelmiä hyödynnettiin tilaustoimitus – prosessin kuvaamisessa sekä suorituskyvyn analysoinnissa yrityksen sisäisessä toimitusketjussa. Luonnollisena jatkona kehitettiin ja pantiin käytäntöön toimitusketjua synkronoiva imutyyppinen tuotannon- ja materiaalinohjausmenetelmä. Diplomityöprojektin aikana kehitettiin myös apuvälineet käyttöönotetun menetelmän asianmukaista hyödyntämistä varten. Diplomityöprojektissa otettiin ensimmäiset askeleet kohti integroitua sisäistä toimitusketjua. Uuden tuotannon- ja materiaalinohjausmenetelmän standardisointi muihin menetelmiin yhdistettynä, sekä toimitusketjun avainmittarien jatkokehitys on jo alkanut. Läpimenoaikoja lyhentämällä ja synkronoidun, läpinäkyvän kysyntä-tarjontaketjun avulla integroitumisen astetta voidaan nostaa edelleen. Poikkiorganisatorinen kehitys ja johtaminen toimitusketjussa on avainedellytys menestykseen.