FAST GC-FID METHOD FOR MONITORING ACIDIC AND BASIC CATALYTIC TRANSESTERIFICATION REACTIONS IN VEGETABLE OILS TO METHYL ESTER BIODIESEL PREPARATION

A fast gas chromatography with a flame ionisation detector (GC-FID) method for the simultaneous analysis of methyl palmitate (C16:0), stearate (C18:0), oleate (C18:1), linoleate (C18:2) and linolenate (C18:3) in biodiesel samples was proposed. The analysis was conducted in a customised ionic-liquid stationary-phase capillary, SLB-IL 111, with a length of 14 m, an internal diameter of 0.10 mm, a film thickness of 0.08 µm and operated isothermally at 160 °C using hydrogen as the carrier gas at a rate of 50 cm s-1 in run time about 3 min. Once methyl myristate (C14:0) is present lower than 0.5% m/m in real samples it was used as an internal standard. The method was successful applied to monitoring basic and acidic catalysis transesterification reactions of vegetable oils such as soybean, canola, corn, sunflower and those used in frying process.

Harmonized performance measurement system for basic industry's service centers

The objective of this study is to create measurement system that is capable to measure performance in basic industry’s service centers. First it is examined what is performance and how it can be measured. The study also introduces commonly known measurement frameworks. After theory the study investigates how companies in the field of basic industry measure their operations in practise. The investigation is done examining three case examples and by analyzing survey results from basic industry companies. On the survey results focus is on what meters and measurement systems companies use. It is also viewed what measurement problems companies have faced. In the applied part of the study harmonized performance measurement system is created. The framework of the measurement system is introduced and measurement system for the target company is created. The target company felt that the harmonized performance measurement system has good potential and continues to develop it further.

Influence of the medium (strongly acid or basic) over the electrochemical properties of the nitrate selective electrode

A nitrate selective electrode was prepared for use in an aggresive medium (high acidic or basic concentration). It is demonstrated that the depending E graph with respect to pNO3- has not a Nernstian response in concentration acidic range upper 0.1 mol/L H2SO4. The observed behaviour is supposed to be due to the formation of a dimeric anion HN2O6-.

Preparation and thermal behavior of mixture of basic carbonate and 4-dimethylaminocinnamylidenepyruvate with lanthanides (III) and yttrium (III) in the solid state

Solid Ln-OHCO3-DMCP compounds, where Ln represents lanthanides (III) and yttrium (III) ions and DMCP is the anion 4-dimethylaminocinnamylidenepyruvate, have been prepared. Thermogravimetry, derivative thermogravimetry (TG, DTG), differential scanning calorimetry (DSC), x-Ray diffraction powder patterns and elemental analysis have been used to characterize the compounds. The thermal stability as well as the thermal decomposition of these compounds were studied using an alumina crucible in an air atmosphere.

EFQM-mallin implementointi osaksi johtamisjärjestelmää

Diplomityön tavoitteena oli tutkia kohdeyrityksen EFQM-mallin ja toimintajärjestelmän yhdistämistä niin, että niistä voitaisiin rakentaa yksi yhtenäinen johtamisjärjestelmä. Tarkoituksena oli rakentaa ratkaisumalli, jonka avulla mainitut mallit saataisiin liitettyä osaksi käytännön johtamis- ja kehittämistyövälineitä. Työ on toimintatutkimus, joka rakentuu erillisistä teoria- ja empiriaosioista. Teoriaosassa käsitellään yritystoiminnan perustekijöitä, johtamista tukevia menetelmiä sekä EFQM-mallia. Soveltavassa osuudessa näiden teoreettisten viitekehysten pohjalta rakennetaan ratkaisu alkuperäisen tavoitteen mukaisesti. Onnistuneen järjestelmien yhdistämisen lähtökohtana on, että yrityksen perustekijät ovat kunnossa. Johdon vahva sitoutuminen projektiin on keskeisessä asemassa, jotta syntyvä järjestelmä saadaan palvelemaan yrityksen tavoitteita. Oikein rakennettuna järjestelmä helpottaa päätöksentekoa sekä toimii vahvana tukena strategiselle ja operatiiviselle johtamiselle.

Integration und Vermittlung landeskundlicher Inhalte im Fremdsprachenunterricht

Tämän väitöskirjatyön aiheena on maantuntemuksellisten sisältöjen integrointi ja välittäminen vieraan kielen opetuksessa. Maantuntemuksellisilla sisällöillä tarkoitetaan vieraan kielen opetuksessa ei-kielellisiä sisältöjä, jotka ylittävät pelkän kielitiedon, kieliopin ja sanaston, välittämisen rajat. Tutkimuskirjallisuudessa näitä ei-kielellisiä sisältöjä nimitetään monin eri tavoin, esimerkiksi maantuntemukseksi (Landeskunde), sosiokulttuurisiksi tiedoiksi ja taidoiksi (soziokulturelles Wissen) tai yksinkertaisesti kulttuuriksi (Kultur). Väitöskirjatyö jakautuu teoreettiseen kehykseen (luvut 1–4), julkaistujen artikkeleiden tutkimusmetodien ja tuloksien käsittelyyn (luvut 5–6) sekä julkaistuihin artikkeleihin. Teoreettisen kehyksen ensisijaisia tutkimuskysymyksiä ovat, miten maantuntemuksellisten sisältöjen välittäminen konkretisoituu eri näkökulmista (opettajat, oppijat, oppimateriaalit) tarkasteltuna, miten kulttuurienvälinen maantuntemus ilmentyy vieraan kielen opetuksessa ja mitkä sisällöt ovat merkittäviä vieraan kielen opetuksessa. Metodisina lähestymistapoina tutkimuksessa on käytetty oppikirja-analyysiä, opetuksen tarkkailua sekä kyselytutkimuksia. Liitteenä oleville julkaistuille artikkeleille on yhteistä se, että jokainen niistä käsittelee jotakin erityistä maantuntemuksellisiin sisältöihin liittyvää aihetta empiriisestä näkökulmasta erityisesti saksan kielen opetuksen kannalta. Artikkelien tutkimusongelmia ovat kulttuuristen ja kielellisten sisältöjen yhdistäminen, kulttuurienvälisen viestinnän konkretisoituminen, kielellisen ja kulttuurisen variaation huomioiminen, stereotyyppien asema sekä sukupuolierojen merkitys vieraan kielen opetuksessa. Väitöskirjatyön teoreettisessa kehyksessä luodaan aluksi historiallinen katsaus maantuntemuksen asemaan vieraan kielen opetuksessa ja selvitetään tarkemmin erityisesti vieraan kielen didaktiikan uusimpien traditioiden, kuten konstruktivismin ja sosiokulttuurisen teorian, yhteyttä maantuntemuksen oppimiseen. Tässä yhteydessä käsitellään myös kulttuurienvälisen oppimisen traditiota ja maantuntemusta sen sovellusalueena. Tämän lisäksi selvitetään konkreettisia vieraan kielen opetuksessa ilmeneviä maantuntemukseen liittyviä didaktis-metodisia kysymyksiä, erityisesti opettajan roolia ja sitä, miten kulttuurienvälisen tradition mukainen maantuntemuksen välittäminen konkretisoituu yhtäältä yksittäisinä tehtävinä ja harjoituksina sekä toisaalta elektronisten viestimien välityksellä. Teoreettisen kehyksen ytimen muodostaa maantuntemuksellisten aiheiden valintaan ja merkittävyyteen liittyvä tutkimuskirjallisuuden pohjalta tehtävä pohdinta. Vieraan kielen opetuksessa kieliopilliset sisällöt opetetaan pääosin vakiintuneessa järjestyksessä, mutta maantuntemuksellisten sisältöjen opettamisessa ja oppimisessa ei ole säännönmukaisuuksia. Yhteenvetona esitetään teesejä, joiden tarkoituksena on antaa ehdotuksia, suosituksia ja didaktisia neuvoja maantuntemuksen opetukseen ja oppimiseen. Väitöskirjatyössä paneudutaan vaikeuksiin määritellä maantuntemuksen oppimisen kannalta merkittävät aiheet erityisesti saksan kielen opetusta silmällä pitäen. Arkipäivän kulttuurin käsittelyn tärkeyteen käytännön opetuksessa viittaavat oppikirjojen aihepiirit, opettajien ja opiskelijoiden käsitykset sekä Eurooppalaisen viitekehyksen suositukset. Tutkimuksessa selvitettiin tarkemmin myös aihepiirien valintaa kohderyhmän mukaan ja kartoitettiin oppijoiden käsityksiä maantuntemuksellisista sisällöistä ja heidän näihin kohdistuvia toiveitaan. Kyselytulosten mukaan aikuisten oppijoiden mieliin jäivät saksan kielen oppitunnilla erityisesti sellaiset kulttuuriin liittyvät asiat, jotka oppijat kokivat autenttisiksi tai jotka herättivät tunnilla keskustelua ja olivat kohdekulttuurissa erilaisia kuin omassa kulttuurissa. Tutkimuksessa selvitettiin myös kulttuurienvälisen oppimisen aspekteja vieraan kielen opetuksessa ja oppimateriaaleissa, erityisesti ”oman” ja ”vieraan” kulttuurin kokemisesta ja niiden vastakkainasettelusta. Näyttää siltä, että kulttuurienvälisen oppimisen mahdollisuudet tutkimissani saksan kielen oppikirjoissa rajoittuvat siihen, että oppijoille tarjotaan mahdollisuus eläytyä kohdekulttuurin arkeen oppikirjojen henkilöiden kautta ja että oppijoita kehotetaan kertomaan omasta kulttuuristaan. Tutkimuksessa pohditaan myös tarkemmin, voivatko sähköiset oppimateriaalit ja internet johtaa takaisin faktoihin keskittyvään maantuntemuksen oppimiseen. Virtuaaliset oppimisympäristöt, esimerkiksi oppikirjojen internetsivustot, antavat kaikesta huolimatta uusia mahdollisuuksia tutkivaan oppimiseen. Tällaisia ovat esimerkiksi ”minitutkimustehtävät” ja sellaiset harjoitustyypit, jotka eivät oppikirjoissa ole mahdollisia, kuten virtuaaliset kaupunkikierrokset. Opettajien ja oppimateriaalien laatijoiden pitäisi suunnitella sellaisia tehtäviä ja harjoituksia, jotka antavat riittävästi mahdollisuuksia myös kulttuurienväliselle pohdinnalle. Oppijan oma ja kohdekulttuuri voidaan opetuksessa nostaa samanaikaisesti esille esimerkiksi käsittelemällä kielellisiä ja kulttuurisia variaatioita. Tutkimustulosten mukaan kulttuurienvälisen oppimisen traditionkin aikana maantuntemusta välitetään yhä perinteisellä tavalla faktatietoihin painottuen, eli käytännössä kieltenopetusta ohjaa vielä edelleenkin hyvin perinteinen käsitys kielestä ja kielitaidosta. Kielten opettajien koulutuksessa olisi huomioitava se, että opettajien tulisi olla kokonaisvaltaisia kulttuurin asiantuntijoita, eli myös historia, yhteiskunta, politiikka ja myös ”arkipäiväisen elämän” tuntemus ovat tärkeitä opettajan ammattitaidossa.

Small and Large Scale Dynamics in the Milky Way

This thesis contains dynamical analysis on four different scales: the Solar system, the Sun itself, the Solar neighbourhood, and the central region of the Milky Way galaxy. All of these topics have been handled through methods of potential theory and statistics. The central topic of the thesis is the orbits of stars in the Milky Way. An introduction into the general structure of the Milky Way is presented, with an emphasis on the evolution of the observed value for the scale-length of the Milky Way disc and the observations of two separate bars in the Milky Way. The basics of potential theory are also presented, as well as a developed potential model for the Milky Way. An implementation of the backwards restricted integration method is shown, rounding off the basic principles used in the dynamical studies of this thesis. The thesis looks at the orbit of the Sun, and its impact on the Oort cloud comets (Paper IV), showing that there is a clear link between these two dynamical systems. The statistical atypicalness of the orbit of the Sun is questioned (Paper I), concluding that there is some statistical typicalness to the orbit of the Sun, although it is not very significant. This does depend slightly on whether one includes a bar, or not, as a bar has a clear effect on the dynamical features seen in the Solar neighbourhood (Paper III). This method can be used to find the possible properties of a bar. Finally, we look at the effect of a bar on a statistical system in the Milky Way, seeing that there are not only interesting effects depending on the mass and size of the bar, but also how bars can capture disc stars (Paper II).

Palveluliiketoiminnan avulla kilpailukykyä konepajateollisuuteen

Suomalainen konepajateollisuus on haasteiden edessä ja selviytymisen vuoksi on tehtävä muutoksia. Tässä tutkimuksessa ratkaisuksi kilpailukyvyn parantamiseen esitetään palveluliiketoiminnan omaksumista osaksi konepajojen strategioita. Palveluliiketoiminnan omaksuminen ei kuitenkaan ole aivan yksinkertaista ja erityisesti konepajateollisuudessa, missä asenteet ovat hyvinkin perinteiset ja syvällä, muutoksen läpivieminen voi olla vaikeaa. Tutkimuksen tavoitteena on rakentaa konepajateollisuuden käyttöön palvelukonsepti, jonka avulla lisätään kilpailukykyä ja tarjotaan asiakkaalle enemmän lisäarvoa. Tutkimuksen keskeisenä aiheena on palveluliiketoiminta ja kuinka se soveltuu teollisuuteen ja erityisesti konepajateollisuuteen. Lisäksi tutkimuksessa hyödynnetään lean toimintamallin keinoja sekä DFMA:ta osana palvelukonseptia. Tutkimus perustuu pääasiallisesti kirjallisuuteen. Tutkimuksen tuloksena rakennettiin case-yritykselle palvelukonsepti, joka soveltuu prototuotteiden valmistukseen. Konsepti on sovellettavissa muihinkin vastaaviin yrityksiin, mutta perustuu vahvasti case-yrityksen ydinosaamiseen. Tulevaisuudessa on hyvin selvää, että pelkällä ydintuotteella ei pysty ylläpitämään kilpailukykyä. Asiakkaalle on pystyttävä tarjoamaan lisäarvoa, joka määritellään aina asiakkaan näkökulmasta ja se on pystyttävä osoittamaan. Konepajojen onkin kehitettävä asiakasymmärrystään ja muututtava tuotekeskeisistä asiakaskeskeisiksi.

Integration of the Food Waste Disposer Unit to the Existing Sewage System

Among the numerous approaches to food waste treatment, the food waste disposers method (FWDs), as a newcomer, has become slowly accepted by the general public owing to the worries about its impact on the existing sewage system. This paper aims to justify the role of FWDs in the process of urbanization in order to better prepare a city to take good care of the construction of its infrastructure and the solid waste treatment. Both the literatures and the case study help to confirm that FWDs has no negative effects on the wastewater treatment plant and it is also environmental friendly by reducing the greenhouse gas emissions. In the case study, the Lappeenranta waste water treatment plant has been selected in order to figure out the possible changes to a WWTP following the integration of FWDs: the observation shows only minor changes take place in a WWTP, in case of 25% application, like BOD up 7%, TSS up 6% and wastewater flowrate up 6%, an additional sludge production of 200 tons per year and the extra yield of methane up to 10000m3 per year; however, when the utilization rate of FWD is over 75%, BOD, TSS, and wastewater flowrate will experience more significant changes, thus exerting much pressure on the existing WWTP. FWDs can only be used in residential areas or cities equipped with consummate drainage network within the service sphere of WWTP, therefore, the relevant authority or government department should regulate the installation frequency of FWDs, while promoting the accessory application of FWDs. In the meanwhile, WWTP should improve their treatment process in order to expand their capacity for sludge treatment so as to stay in line with the future development of urban waste management.

Photoelectrocatalytical degradation of basic blue 41 dye using nanoporous semiconductor of Ti/TiO2

O presente trabalho investiga a degradação fotoeletrocatalítica do corante Azul Básico 41 (AB 41) amplamente utilizado na tintura de fibras sintéticas, utilizando um semicondutor Ti/TiO2 como fotoanodo. 100% de degradação foi obtida após 60 min de tratamento de 8,33x10-5 mol L-1 do corante em 0,1 mol L−1 Na2SO4, pH 2 sob densidade de corrente de 0,40 mA cm−2 e irradiação UV. Ainda foi obtido 80% de remoção de carbono orgânico total, cuja oxidação segue uma reação de pseudo-primeira ordem com constante de velocidade inicial de -0,040 mim-1 e uma eficiência de corrente de 51%. Os resultados são superiores á fotocatálise convencional nas mesmas condições sem a polarização do fotoanodo que leva a 65% de mineralização sob constante de velocidade de -0,024 mim-1.

Methods and Models for Accelerating Dynamic Simulation of Fluid Power Circuits

The objective of this dissertation is to improve the dynamic simulation of fluid power circuits. A fluid power circuit is a typical way to implement power transmission in mobile working machines, e.g. cranes, excavators etc. Dynamic simulation is an essential tool in developing controllability and energy-efficient solutions for mobile machines. Efficient dynamic simulation is the basic requirement for the real-time simulation. In the real-time simulation of fluid power circuits there exist numerical problems due to the software and methods used for modelling and integration. A simulation model of a fluid power circuit is typically created using differential and algebraic equations. Efficient numerical methods are required since differential equations must be solved in real time. Unfortunately, simulation software packages offer only a limited selection of numerical solvers. Numerical problems cause noise to the results, which in many cases leads the simulation run to fail. Mathematically the fluid power circuit models are stiff systems of ordinary differential equations. Numerical solution of the stiff systems can be improved by two alternative approaches. The first is to develop numerical solvers suitable for solving stiff systems. The second is to decrease the model stiffness itself by introducing models and algorithms that either decrease the highest eigenvalues or neglect them by introducing steady-state solutions of the stiff parts of the models. The thesis proposes novel methods using the latter approach. The study aims to develop practical methods usable in dynamic simulation of fluid power circuits using explicit fixed-step integration algorithms. In this thesis, twomechanisms whichmake the systemstiff are studied. These are the pressure drop approaching zero in the turbulent orifice model and the volume approaching zero in the equation of pressure build-up. These are the critical areas to which alternative methods for modelling and numerical simulation are proposed. Generally, in hydraulic power transmission systems the orifice flow is clearly in the turbulent area. The flow becomes laminar as the pressure drop over the orifice approaches zero only in rare situations. These are e.g. when a valve is closed, or an actuator is driven against an end stopper, or external force makes actuator to switch its direction during operation. This means that in terms of accuracy, the description of laminar flow is not necessary. But, unfortunately, when a purely turbulent description of the orifice is used, numerical problems occur when the pressure drop comes close to zero since the first derivative of flow with respect to the pressure drop approaches infinity when the pressure drop approaches zero. Furthermore, the second derivative becomes discontinuous, which causes numerical noise and an infinitely small integration step when a variable step integrator is used. A numerically efficient model for the orifice flow is proposed using a cubic spline function to describe the flow in the laminar and transition areas. Parameters for the cubic spline function are selected such that its first derivative is equal to the first derivative of the pure turbulent orifice flow model in the boundary condition. In the dynamic simulation of fluid power circuits, a tradeoff exists between accuracy and calculation speed. This investigation is made for the two-regime flow orifice model. Especially inside of many types of valves, as well as between them, there exist very small volumes. The integration of pressures in small fluid volumes causes numerical problems in fluid power circuit simulation. Particularly in realtime simulation, these numerical problems are a great weakness. The system stiffness approaches infinity as the fluid volume approaches zero. If fixed step explicit algorithms for solving ordinary differential equations (ODE) are used, the system stability would easily be lost when integrating pressures in small volumes. To solve the problem caused by small fluid volumes, a pseudo-dynamic solver is proposed. Instead of integration of the pressure in a small volume, the pressure is solved as a steady-state pressure created in a separate cascade loop by numerical integration. The hydraulic capacitance V/Be of the parts of the circuit whose pressures are solved by the pseudo-dynamic method should be orders of magnitude smaller than that of those partswhose pressures are integrated. The key advantage of this novel method is that the numerical problems caused by the small volumes are completely avoided. Also, the method is freely applicable regardless of the integration routine applied. The superiority of both above-mentioned methods is that they are suited for use together with the semi-empirical modelling method which necessarily does not require any geometrical data of the valves and actuators to be modelled. In this modelling method, most of the needed component information can be taken from the manufacturer’s nominal graphs. This thesis introduces the methods and shows several numerical examples to demonstrate how the proposed methods improve the dynamic simulation of various hydraulic circuits.

Integrating eco-innovation principles into regional strategy and policy: case of Päijät-Häme region, Finland

This study focuses on the integration of eco-innovation principles into strategy and policy at the regional level. The importance of regions as a level for integrating eco-innovative programs and activities served as the point of interest for this study. Eco-innovative activities and technologies are seen as means to meet sustainable development objective of improving regions’ quality of life. This study is conducted to get an in-depth understanding and learning about eco-innovation at regional level, and to know the basic concepts that are important in integrating eco-innovation principles into regional policy. Other specific objectives of this study are to know how eco-innovation are developed and practiced in the regions of the EU, and to analyze the main characteristic features of an eco-innovation model that is specifically developed at Päijät-Häme Region in Finland. Paijät-Häme Region is noted for its successful eco-innovation strategies and programs, hence, taken as casework in this study. Both primary (interviews) and secondary data (publicly available documents) are utilized in this study. The study shows that eco-innovation plays an important role in regional strategy as reviewed based on the experience of other regions in the EU. This is because of its localized nature which makes it easier to facilitate in a regional setting. Since regional authorities and policy-makers are normally focused on solving its localized environmental problems, eco-innovation principles can easily be integrated into regional strategy. The case study highlights Päijät-Häme Region’s eco-innovation strategies and projects which are characterized by strong connection of knowledge-producing institutions. Policy instruments supporting eco-innovation (e.g. environmental technologies) are very much focused on clean technologies, hence, justifying the formation of cleantech clusters and business parks in Päijät-Häme Region. A newly conceptualized SAMPO model of eco-innovation has been developed in Päijät-Häme Region to better capture the region’s characteristics and to eventually replace the current model employed by the Päijät-Häme Regional Authority. The SAMPO model is still under construction, however, review of its principles points to some of its three important spearheads – practice-based innovation, design (eco-design) and clean technology or environmental technology (environment).

Teoretiskt om invandrares integration

Kirjallisuusarvostelu