Terässiilojen mitoitusohjelman kehittäminen

Siiloja käytetään jauhemaisten ja rakeisten aineiden varastointiin ja annosteluun maataloudessa sekä mm. lasi-, laasti- ja tasoiteteollisuudessa. Tällaiset laitokset toimitetaan usein kokonaistoimituksina, joissa tavanomaisten teräsrakenteiden kustannusvaikutus voi olla jopa 30 % koko toimituksen arvosta. Niinpä osaltaan siilojen tehokkaalla mitoituksella ja erilaisiarakenneratkaisuja vertailemalla voidaan alentaa toimitusten kokonaiskustannuksia. Tässä diplomityössä perehdyttiin siilojen rakenteisiin ja niiden lujuustekniseen mitoitukseen etenkin tuentaratkaisujen osalta. Mitoituksen osalta työssä perehdyttiin pääasiassa uusiin Eurooppalaisiin standardeihin SFS-EN 1991-4 ja SFS-EN 1993-4-1. Niiden mukaan määritetään mitoituskuormat sekä tehdään lujuustekninen mitoitus. Työn tuloksena laadittiin Microsoft Excel -pohjainen mitoitusohjelma, jolla voidaan nopeasti mitoittaa siilojen olennaisimmat teräsrakenteet. Ohjelmalla voidaan määrittää mitoitus koskien siilon lieriön ja kartion seinämiä sekä tuentaratkaisuja. Ohjelma nopeuttaa erityisesti tarjousvaiheen suunnittelua ja antaa pohjan varsinaiselle siilojen yksityiskohtaiselle mitoittamiselle ja suunnittelulle.

Bulk silica-based luminescent materials by sol-gel processing of non-conventional precursors

The sol-gel synthesis of bulk silica-based luminescent materials using innocuous hexaethoxydisilane and hexamethoxydisilane monomers, followed by one hour thermal annealing in an inert atmosphere at 950oC-1150oC, is reported. As-synthesized hexamethoxydisilane-derived samples exhibit an intense blue photoluminescence band, whereas thermally treated ones emit stronger photoluminescence radiation peaking below 600 nm. For hexaethoxydisilane-based material, annealed at or above 1000oC, a less intense photoluminescence band, peaking between 780 nm and 850 nm that is attributed to nanocrystalline silicon is observed. Mixtures of both precursors lead to composed spectra, thus envisaging the possibility of obtaining pre-designed spectral behaviors by varying the mixture composition.

Rheology of high solids surface size starches

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia pintaliimatärkkelysten reologista käyttäytymistä korkeissa kuiva-ainepitoisuuksissa. Tarve työn suorittamiselle syntyi kun tutkittiin pintaliimausta filminsiirtopuristimella tavallista korkeammissa kuiva-ainepitoisuuksissa, sileän sauvan ollessa applikointilaitteena. Koska applikointi sileällä sauvalla tapahtuu hydrodynaamisten periaatteiden mukaisesti, sen käyttö edellyttää pintaliimojen reologisten ominaisuuksien tarkkaa tuntemusta ja hallintaa.Kiinnostuksen kohteena olevat ominaisuudet olivat tärkkelysten kuiva-ainepitoisuuden (8 – 30 %) vaikutus viskositeettiin eri lämpötiloissa (20, 30, 40 ja 50 ºC), leikkausnopeus alueella 1 s-1 - 700 000 s-1. Myös tärkkelysten myötörajat määritettiin tutkimuksessa. Viskositeetti eri leikkausnopeusalueilla mitattiin seuraavilla laitteilla: Bohlin VOR (matalat leikkausnopeudet ja myötöraja) ja Hercules HiShear (keskitason leikkausnopeudet) reometrit sekä Eklund kapillaariviskometri (korkeat leikkausno-peudet). Analysoidut tärkkelykset olivat kaksi anionista matalaviskoottista peruna (tärkkelys A) ja ohra (tärkkelys C) tärkkelystä, sekä yksi kationinen korkeaviskoottinen peruna tärkkelys (tärkkelys B). Tutkittujen tärkkelysten Brookfield viskositeetit (100 rpm) olivat (10 % liuos, 60 °C:ssa) tärkkelys A ja C: 25 ± 5 mPas ja tärkkelys B: 100 ± 20 mPas.Tärkkelysliuosten kuiva-ainepitoisuuden noustessa muuttui virtauskäyttäytyminen Newtoniaalisesta leikkausohenevaksi. Leikkausoheneva käyttäytyminen oli voimakkainta tärkkelys B:n kohdalla. Viskositeetti – lämpötila riippuvuus korkeissa leikkausnopeuksissa (esim. 500 000 s-1) oli vähäisempää, mitä oli oletettavissa Brookfield viskositeettiarvojen perusteella. Kaikki tarkkelykset osoittautuivat tiksotrooppisiksi, myös tiksotrooppisuus lisääntyi kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa. Tärkkelysten myötörajat osoittautuivat odottamattoman alhaisiksi, kuitenkin varsinkin tärkkelys B:n myötörajat olivat selvästi riippuvaisia lämpötilasta ja kuiva-ainepitoisuudesta. Tutkittujen tärkkelysten virtauskäyttäytyminen oli kirjallisuudessa esitetyn kaltaista. Tärkkelysmolekyylien ketjun pituus oli tärkein tärkkelyksen reologisia ominaisuuksia määrittävä tekijä; mitä matalampi on tärkkelyksen molekyylimassa, sitä matalammat ovat viskositeetti ja myötöraja. Pintaliimauksessa tärkkelysmolekyylien ketjunpituudella on suuri vaikutus ajettavuuteen ja lopputuotteen ominaisuuksiin. Haasteellista pintaliimatärkkelyksen valinnassa on sellaisen yhdistelmän löytäminen, jossa sopivan reologisen käyttäytymisen omaava tärkkelys ja pintaliimatulle paperille tai kartongille asetetut vaatimukset kohtaavat.

Analysis of bulk and surface contributions in the neutron skin of nuclei

The neutron skin thickness of nuclei is a sensitive probe of the nuclear symmetry energy and has multiple implications for nuclear and astrophysical studies. However, precision measurements of this observable are difficult to obtain. The analysis of the experimental data may imply some assumptions about the bulk or surface nature of the formation of the neutron skin. Here we study the bulk or surface character of neutron skins of nuclei following from calculations with Gogny, Skyrme, and covariant nuclear mean-field interactions. These interactions are successful in describing nuclear charge radii and binding energies but predict different values for neutron skins. We perform the study by fitting two-parameter Fermi distributions to the calculated self-consistent neutron and proton densities. We note that the equivalent sharp radius is a more suitable reference quantity than the half-density radius parameter of the Fermi distributions to discern between the bulk and surface contributions in neutron skins. We present calculations for nuclei in the stability valley and for the isotopic chains of Sn and Pb.

Highly selective transport of mercury(II) ion through a bulk liquid membrane

In this work carrier-facilitated transport of mercury(II) against its concentration gradient from aqueous 0.04 M hydrochloric acid solution across a liquid membrane containing isopropyl 2-[(isopropoxycarbothiolyl)disulfanyl]ethane thioate (IIDE) as the mobile carrier in chloroform has been investigated. Sodium thiocyanate solution (1.6 M) was the most efficient receiving phase agent among several aqueous reagents tested. Various parameters such as investigated. Under optimum conditions the transport of Hg(II) across the liquid membrane is more than 97% after 2.5 h. The carrier, IIDE, selectively and efficiently could able to transport Hg (II) ions in the presence of other associated metal ions in binary systems.

Simultaneous determination of gemifloxacin and diuretics in bulk, pharmaceutical dosage forms and human serum by RP-HPLC

An isocratic reversed phase high-performance liquid chromatographic (RP-HPLC) method has been developed for the simultaneous determination of gemifloxacin and diuretics (hydrochlorothiazide and furosemide) in bulk, dosage formulations and human serum at 232 nm. Chromatographic separation was achieved on Purospher Start C18 (250 mm x 4.6 mm, 5 µm) column using mobile phase, methanol: water: acetonitrile (70:25:5 v/v/v) adjusted to pH 3.0 via phosphoric acid 85% having flow rate of 0.8 mL min -1 at room temperature. Calibration curves were linear over range of 0.5-10 µg mL -1 with a correlation coefficient ± 0.999. LOD and LOQ were in the ranges of 0.75-2.56 µg mL -1. Intra and inter-run precision and accuracy results were 98.26 to 100.9.

Spectrophotometric and spectrofluorimetric determination of some drugs containing secondary amino group in bulk drug and dosage forms via derivatization with 7-Chloro-4-Nitrobenzofurazon

Sensitive and selective spectrophotometric and spectrofluorimetric methods have been developed for determination of some drugs such as Pramipexole, Nebivolol, Carvedilol, and Eletriptan, which commonly contain secondary amino group. The subject methods were developed via derivatization of the secondary amino groups with 7-Chloro-4-Nitrobenzofurazon in borate buffer where a yellow colored reaction product was obtained and measured spectrophotometrically or spectrofluorimetrically. Concentration ranges were found as 2.0 to 250 μg mL-1 and 0.1 to 3.0 μg mL-1, for spectrophotometric and spectrofluorimetric study, respectively. The described methods can be easily applied by the quality control laboratories in routine analyses of these drugs in pharmaceutical preparations.

Simple and sensitive spectrophotometric methods for the analysis of mesalamine in bulk and tablet dosage forms

Three simple, sensitive, economical and reproducible spectrophotometric methods (A, B and C) are described for determination of mesalamine in pure drug as well as in tablet dosage forms. Method A is based on the reduction of tungstate and/or molybdate in Folin Ciocalteu's reagent; method B describes the reaction between the diazotized drug and α-naphthol and method C is based on the reaction of the drug with vanillin, in acidic medium. Under optimum conditions, mesalamine could be quantified in the concentration ranges, 1-30, 1-15 and 2-30 µg mL-1 by method A, B and C, respectively. All the methods have been applied to the determination of mesalamine in tablet dosage forms. Results of analysis are validated statistically.

Theoretical investigations of the bulk modulus in the tetra-cubic transition of PbTiO3 material

Resulting from ion displacement in a solid under pressure, piezoelectricity is an electrical polarization that can be observed in perovskite-type electronic ceramics, such as PbTiO3, which present cubic and tetragonal symmetries at different pressures. The transition between these crystalline phases is determined theoretically through the bulk modulus from the relationship between material energy and volume. However, the change in the material molecular structure is responsible for the piezoelectric effect. In this study, density functional theory calculations using the Becke 3-Parameter-Lee-Yang-Parr hybrid functional were employed to investigate the structure and properties associated with the transition state of the tetragonal-cubic phase change in PbTiO3 material.

Argentimetric assay of ranitidine in bulk drug and in dosage forms

Two simple, rapid and cost-effective methods based on titrimetric and spectrophotometric techniques are described for the assay of RNH in bulk drug and in dosage forms using silver nitrate, mercury(II)thiocyanate and iron(III)nitrate as reagents. In titrimetry, an aqueous solution of RNH is treated with measured excess of silver nitrate in HNO3 medium, followed by determination of unreacted silver nitrate by Volhard method using iron(III) alum indicator. Spectrophotometric method involve the addition a known excess of mercury(II)thiocyanate and iron(III)nitrate to RNH, followed by the measurement of the absorbance of iron(III)thiocyante complex at 470 nm. Titrimetric method is applicable over 4-30 mg range and the reaction stoichiometry is found to be 1:1 (RNH: AgNO3). In the spectrophotometric method, the absorbance is found to increase linearly with concentration of RNH which is corroborated by the correlation coefficient of 0.9959. The system obey Beer's law for 5-70 µg mL-1. The calculated apparent molar absorptivity and sandell sensitivity values are found to be 3.27 ´ 10³ L mol-1 cm-1, 0.107 µg cm-2 respectively. The limits of detection and quantification are also reported for the spectrophotometric method. Intra-day and inter-day precision and accuracy of the methods were evaluated as per ICH guidelines. The methods were successfully applied to the assay of RNH in formulations and the results were compared with those of a reference method by applying Student's t and F-tests. No interference was observed from common pharmaceutical excipients. The accuracy of the methods was further ascertained by performing recovery tests by standard addition method.

Simple and sensitive spectrophotometric methods for the determination of acebutolol hydrochloride in bulk sample and pharmaceutical preparations

A direct, extraction-free spectrophotometric method has been developed for the determination of acebutolol hydrochloride (ABH) in pharmaceutical preparations. The method is based on ion-pair complex formation between the drug and two acidic dyes (sulphonaphthalein) namely bromocresol green (BCG) and bromothymol blue (BTB). Conformity to Beer's law enabled the assay of the drug in the range of 0.5-13.8 µg mL-1 with BCG and 1.8-15.9 µg mL-1 with BTB. Compared with a reference method, the results obtained were of equal accuracy and precision. In addition, these methods were also found to be specific for the analysis of acebutolol hydrochloride in the presence of excipients, which are co-formulated in the drug.

Sensitive spectrophotometric determination of lamotrigine in bulk drug and pharmaceutical formulations using bromocresol green

Two new, simple, rapid and reproducible spectrophotometric methods have been developed for the determination of lamotrigine (LMT) both in pure form and in its tablets. The first method (method A) is based on the formation of a colored ion-pair complex (1:1 drug/dye) of LMT with bromocresol green (BCG) at pH 5.02±0.01 and extraction of the complex into dichloromethane followed by the measurement of the yellow ion-pair complex at 410 nm. In the second (method B), the drug-dye ion-pair complex was dissolved in ethanolic potassium hydroxide and the resulting base form of the dye was measured at 620 nm. Beer's law was obeyed in the concentration range of 1.5-15 µg mL-1 and 0.5-5.0 µg mL-1 for method A and method B, respectively, and the corresponding molar absorptivity values are 1.6932 x 10(4) and 3.748 x 10(4) L mol-1cm-1. The Sandell sensitivity values are 0.0151 and 0.0068 µg cm-2 for method A and method B, respectively. The stoichiometry of the ion-pair complex formed between the dug and dye (1:1) was determined by Job's continuous variations method and the stability constant of the complex was also calculated. The proposed methods were applied successfully for the determination of drug in commercial tablets.

Täyteaineen dispergoinnin vaikutus paperin ominaisuuksiin

Kuljetettaessa täyteainetta pidempiä matkoja voidaan aikaan saada säästöjä, mikäli täyteaineliete valmistetaan korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen. Dispergointiaineen avulla täyteainelietteen kuiva-ainepitoisuutta voidaan nostaa ilman, että menetetään täyteainelietteen virtausominaisuuksia. Dispergointiaineen tehtävänä on stabiloida täyteaineliete niin, että täyteainepartikkelit pysyvät lietteessä erillään, jolloin lietteen kuiva-ainepitoisuuden kasvattaminen on mahdollista. Täyteainepartikkelien agglomeroituminen estyy, kun dispergointiaine kiinnittyy täyteainepartikkelin pinnalle lisäten partikkelin sähkövarausta ja vahvistaen näin partikkeleiden välisiä repulsiovoimia. Dispergointi on mahdollista tehdä myös steerisellä stabiloinnilla. Yleisimmät käytössä olevat dispergointiaineet ovat polyakryylaatteja. Työssä tutkittiin MBF- laitteella valmistettujen arkkien avulla dispergoinnin vaikutusta täyteaineiden käyttäytymiseen ja paperin ominaisuuksiin. Dispergointiaineen todettiin heikentävän täyteaineen retentiota paperiin, sillä dispergointiaineen aiheuttama täyteaineen anionisuuden kasvu lisää kuidun ja täyteaineen välistä repulsiota. Dispergoitujen täyteaineiden käyttö vaatii retentioaineannoksen kasvattamista, mikä voi johtaa puolestaan formaation heikkenemiseen. Dispergointiaineen todettiin alentavan hienopaperin bulkkia, sillä paksuutta lisääviä agglomeraatteja esiintyi todennäköisesti vähemmän. Lisäksi dispergointiaineen havaittiin heikentävän hienopaperin ja TMP:stä valmistetun paperin optisia ominaisuuksia. Hienopaperilla dispergointiaineen käyttö puolestaan paransi paperin lujuusominaisuuksia. TMP- arkeilla bulkki ja lujuusominaisuudet muuttuivat dispergointiaineannostuksen myötä. 5 ‰:n dispergointiaineannostuksella päästiin samaan bulkkiin sekä lujuusominaisuuksiin kuin ei-dispergoidulla täyteaineella.