Academic literature on the topic 'Stabiilius'

Tämän artikkelin tarkoitus on esitellä, miten poikittaistukemattoman paarteen nurjahduspituus voidaan määrittää hyödyntämällä ristikkorakenteen stabiloivia osia. Poikittaistukemattomalla paarteella työssä tarkoitetaan puristettua ristikkopilarin sisä- tai kattoristikon alapaarretta. Näissä tapauksissa on perinteisesti käytetty erillistä nurjahdustuentajärjestelmää, jotta nurjahduspituutta tasosta poispäin on voitu pienentää. Kuitenkin, vaikka sisä- tai alapaarre on kokonaan ilman erillistä poikittaistuentaa, voidaan nurjahduspituutta redusoida selvästi, jopa arvoon 0,3…0,4*L, jossa L on paarteen pituus. Tämä perustetaan siihen, että ristikkoa hyödynnetään kokonaisuutena ja otetaan huomioon uumasauvojen taivutus- ja liitosjäykkyydet sekä tukevan/vedetyn paarteen vääntöjäykkyys.

Lamun (Thalassia hemprichii) merupakan tanaman utama dimanfaatkan sebagai bahan kecantikan, obat, dan bidang farmasi. yang memiliki kandungan alkaloid, flavonoid tanin dan fenol. yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus. Aktifitas ini lebih efektif dibuat dalam sediaan sabun. Sabunyang dapat membunuh bakteri dikenal dengan sabun antiseptik. dengan menggunakan ekstrak daun lamun. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui apakah ekstrak daun lamun dapat di formulasikan sabun mandi padat dan Untuk mengetahui konsentrasi dari ekstrak daun lamun (Thalassiahemprichi) yang memenuhi syarat evaluasi fisik dan uji stabilitas sediaan sabun padat. Jenis penelitian yang dilakukan adalah eksperimen dengan membuat sediaan sabun padat. Daun lamun di ekstraksi dengan metode maserasi menggunakan pelarut etanol 96%. Ekstrak yang diperoleh kemudian dibuat sediaan sabun padat dengan konsentrasi ekstrak daun lamun sebesar 15% (FA), 25% (FB), 35% (FC). Formulasi di uji secara evaluasi fisik pada suhu kamar dan cycling test. Evaluasi sediaan meliputi organoleptik, pH sediaan, homogenitas, cycling test dan waktu ruang. Hasil evaluasi fisik sediaan sabun padat ekstrak daun lamun yang dilakukan selama 4 minggu menunjukkan ketiga formula yang dibuat memenuhi syarat evaluasi fisik sediaan,yaitu formula C karena memiliki bentukya padat. Kata kunci : Ekstrak daun lamun, Sabun Padat, evaluasi fisik dan uji stabiilitas sediaan. ABSTRACT Seagrass (Thalassia hemprichii) is the main plant used as a beauty ingredient, medicine, and pharmaceutical field. which contains alkaloids, tannin flavonoids and phenols. which can inhibit the growth of Staphylococcus aureus bacteria. This activity is more effectively made in soap preparations. Soaps that can kill bacteria are known as antiseptic soaps. by using seagrass leaf extract. The purpose of this study is to find out whether seagrass leaf extracts can be formulated in solid soap and to determine the concentration of seagrass leaf extracts (Thalassia hemprichi) that meet the physical evaluation and stability tests of solid soap preparations. The type of research conducted was an experiment by making solid soap preparations. Seagrass leaves were extracted by maceration method using 96% ethanol solvent. The extract obtained was then made into a solid soap preparation with a concentration of seagrass extract at 15% (FA), 25% (FB), 35% (FC). The formulation was tested by physical evaluation at room temperature and by cycling test. Evaluation of preparations includes organoleptic, dosage pH, homogeneity, cycling tests and time space. The results of physical evaluation of seagrass leaf extract solid soap which was carried out for 4 weeks showed that the three formulas that were made met the physical evaluation requirements of the preparation, namely formula C because it has a solid form. Keywords: Seagrass leaves extract, Solid Soap, physical evaluation and stabiility test preparations.

Kolttasaamelaisen yhteisön erityisenä piirteenä pidetään kyläkokousjärjestelmää, joka perimätiedon mukaan on toiminut vuosisatojen ajan luottamusmiehen johdolla. Kolttasaamelaiset ovat ainoana saamelaisryhmänä Pohjoismaissa ja Euroopassa onnistuneet säilyttämään perinteisen päätöksentekomuotonsa, kyläkokousjärjestelmän, osana elävää kulttuuria ja poliittista toimintaa. Toimivaltansa ollessa laajimmillaan kyläkokoukset vastasivat päätöksenteon ja veronkannon lisäksi oikeuden jakamisesta yhteisöissään sekä toteutumisesta lievemmissä rikosasioissa. Muualla Euroopassa ja Pohjoismaissa vastaavat yhteisöjen omat oikeus- ja hallintojärjestelmät menettivät asemansa jo varhaisessa valtiokehitysvaiheessa kuninkaiden ja kirkon vallan vahvistaessa otettaan Euroopan ”erämaista” ja niiden asukkaista. Venäjän puoleisessa Lapissa perinteinen saamelainen malli säilyi pidempään. Kyläkokouksen pitkässä historiassa 1800-luvun lopulta 1970 - luvulle on nähtävissä kolme suurta murrosta, jotka ovat vaikuttaneet kolttasaamelaisten yhteisöjen toimintaan ja perinteisen päätöksenteon muotoihin. Nykyisen muotoinen kyläkokousjärjestelmä on saaneet vaikutteita sekä venäläisestä paikallishallinnosta että 1920- ja 1930-lukujen suomalaisesta hallinnosta Petsamosta. Merkittäviä muutoksia sai aikaan myös 1960- ja 1970-lukujen kehitys, jolloin kyläkokouksesta muotoutui virallinen, Suomen valtion rahoittama kolttasaamelainen hallintoelin yleissaamelaisen Saamelaisvaltuuskunnan rinnalle. Kyläkokousjärjestelmä ei ole koskaan ollut muuttumaton, stabiili järjestelmä, vaan se on ollut jatkuvassa vuorovaikutuksessa ympäröivien kulttuurien ja valtajärjestelmien kanssa. Muutosten ja vuorovaikutusten tutkiminen tarjoavat kiintoisan näkökulman siihen, millaisten voimien ja valtajärjestelmien ristipaineessa kolttasaamelaiset ovat rakentaneet omaa poliittista ja yhteiskunnallista toimintaansa eri aikoina. Samalla kuitenkin voidaan tarkastella mitä piirteitä kyläkokous on säilyttänyt läpi koko 1900-luvun.

Ruoansulatuskanavan mikrobiston koostumus vaikuttaa keskeisellä tavalla eläinten terveyteen ja kasvatustuloksiin. Esimerkiksi ripulitilanteissa suoliston bakteerit vaikuttavat eläinten hyvinvointiin välittömästi, mutta lisäksi suolistomikrobeilla on pitkäkestoisia eläimen immuunivastetta ja ravitsemustilaa muuntavia vaikutuksia. Suolistomikrobiston poikkeuksellisen monimutkaisuuden vuoksi mikrobisto ja sen koostumus ovat kuitenkin vielä nykyäänkin heikosti tunnettuja. Ruoansulatuskanavan bakteeristo muodostuu poikkeuksellisen monista lajeista ja bakteeritiheys on ainutlaatuisen korkea. Perinteiset patogeenisten bakteerien tunnistamiseen kehitetyt tutkimusmenetelmät eivät ole mahdollistaneet mikrobiston kokonaisvaltaista kartoitusta. Viime vuosina kehitettyjen modernien tutkimustekniikoiden ansiosta mikrobiston tutkimusmahdollisuudet ovat kuitenkin parantuneet. Suolistomikrobiston koostumuksen kartoittaminen ja mikrobiston muutosten tutkiminen eri tilanteissa luo perustaa tulevaisuuden suolistomikrobistotutkimukselle. Nyt esiteltävässä tutkimuksessa suolistonäytteiden bakteerikoostumusta kartoitettiin koneellista sytometriaan, DNA-värjäykseen ja oligonukleotidihybridisaatioon perustuvaa menetelmää käyttäen. Tutkimusnäytteitä kerättiin porsaista, sioista, kalkkunoista, broilereista ja kanoista. Tutkimuseläimet olivat useista eri kasvatuseristä ja ne kuvastavat kunkin eläinlajin suolistomikrobistoa yleisellä tasolla. Näytteistä määritettiin kokonaisbakteerimäärät sekä keskeisimpien bakteerisukujen edustajien määrät. Erot saman eläinlajin eri yksilöiden välillä olivat huomattavasti pienempiä kuin erot eri eläinlajien välillä. Kahdesta eri porsastutkimuksesta kerättyjen ulostenäytteiden kokonaisbakteerimäärät ja eri bakteerisukujen osuudet olivat pitkälti samanlaiset. Tutkittujen cecum- ja ulostenäytteiden bakteeritiheys oli luokkaa 1011 bakteeria grammassa ja eläinlajista riippuen Bacteroides-Porphyromonas-Prevotella -ryhmän, Faecalibacterium prausnitzii -ryhmän ja Bifidobacterium-suvun bakteerit olivat nyt tutkituista bakteereista yleisimpiä. Saadut tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että kullakin eläinlajilla on sille ominainen mikrobisto, joka koostuu ko. eläinlajille tyypillisistä mikrobeista. Ruoansulatuskanavan mikrobit muodostavat monimutkaisen ekosysteemin, joka kuitenkin on stabiilien elinolosuhteiden vallitessa sisäisessä tasapainotilassa. Saatuja tuloksia voidaan käyttää vertailumateriaalina tulevissa suolistomikrobistotutkimuksissa ja tuloksista on hyötyä kehitettäessä suolistoterveyttä tukevaa ruokintaa.

Hankkeessa ”Kotimaista valkuaista herneestä” todettiin, että kotieläinten ravitsemuksen kannalta herneen käyttömahdollisuudet rehuna ovat hyvät. Hernettä voi käyttää yksimahaisten ja märehtijöiden ruokinnassa osittain jopa enemmän kuin aikaisemmin on suositeltu. Herneen siemensato korjataan kuten viljasato ja varastoidaan kuivaamalla tai säilömällä. Käytännössä hernettä viljellään rehuksi useimmiten seoskasvustona viljan kanssa.Tutkimuksen säilöntäkokeissa selvitettiin murskesäilöntämenetelmän soveltuvuutta herne-kauraseoksen varastointiin. Kokeissa tutkittiin erityisesti säilöntäaineiden vaikutusta rehun koostumukseen, säilönnälliseen laatuun ja lämpenemisherkkyyteen (aerobinen stabiilisuus). Herne-kaurakasvuston koostumuksen kehitystä seurattiin kauran röyhylletulosta aina täystuleentumiseen asti.Herne-kaura –siemensadon murskesäilöntää tutkittiin vuonna 2002 ja 2003. Ensimmäisenä vuonna säilöntä tehtiin seoksen kuiva-ainepitoisuudessa (680 g/kg), joka oli suosituksen ylärajalla ja toisena vuonna vastaavasti suosituksen alarajalla (530 g/kg). Herne-kaurasadon määrän ja laadun kehitystä seurattiin viikon välein täystuleentumiseen asti. Kasvusto puitiin tavallisella puimurilla, seos murskattiin valssimyllyllä (Murska 350 S2), käsiteltiin säilöntäaineilla ja säilöttiin laboratoriosiiloihin. Säilöntäainekäsittelyt olivat painorehu ilman säilöntäainetta, happosäilöntäaineet AIV2 Plus ja AIV2000 (molemmat sekä 3 että 5 l/t) ja biologinen valmiste AIVBioprofit (annostuksena 105 ja 106 pmy/g). Kolmesta neljään kuukautta kestäneen säilöntäajan jälkeen rehuista määritettiin kemiallinen koostumus, säilönnällinen laatu ja aerobinen stabiilisuus.Molempina vuosina siemensato ja kemiallinen koostumus olivat saavuttaneet pääosin lopullisen tasonsa säilöntäpäivänä. Toisena vuonna sadon määrä olisi hieman kasvanut, jos säilöntää olisi lykätty. Kaikki koerehut, painorehu mukaan lukien, olivat hyvälaatuisia virhekäymishappojen ja valkuaisen hajoamisen perusteella arvioituna. Säilöntäaineiden käyttö kuitenkin paransi rehun säilönnällistä laatua ja varsinkin aerobista stabiilisuutta. Vaikka rehun kuiva-ainepitoisuus oli korkea, maitohappobakteereihin perustuva säilöntäaine (AIVBioprofit) sai aikaan voimakkaan maitohappokäymisen ja matalan pH:n. Happorehuissa oli vähemmän maitohappoa ja enemmän sokeria kuin ymppirehuissa. Happosäilöntäaineet olivat myös tehokkaampia valkuaisen hajoamisen estäjiä kuin ymppi. Ymppirehuissa oli yhtä paljon ammoniumtyppeä kuin painorehussa. AIV2Plus ja AIV2000 säilöntäaineiden vaikutukset eivät oleellisesti eronneet toisistaan. Happosäilöntäaineiden annostustason vaikutus korostui märemmässä rehussa, varsinkin pH:n laskussa ja valkuaisen hajoamisen estossa. Ympin annostustaso vaikutti käymisen voimakkuuteen selvästi vain märemmässä rehussa. Säilyvyyden kannalta annostukseksi riitti jokaisessa vaihtoehdossa alempi käytetty määrä. Kaikki säilöntäainekäsittelyt vähensivät oleellisesti rehun lämpenemisherkkyyttä painorehuun verrattuna.Herne-kauraseoksen varastointi murskesäilöttynä on käyttökelpoinen vaihtoehto rehun kuivaukselle, kun seoksen kuiva-ainepitoisuus on 500 – 700 g/kg Säilöntä onnistuu hyvin kummassakin ääripäässä. Sadon määrän ja valkuaisen hajoamisen kannalta korjuu kannattaa kuitenkin ajoittaa mainitun ylärajan tuntumaan. Säilöntäaineen käyttö varmistaa rehun ruokinnallisen arvon säilymisen hyvänä. Tehdyissä kokeissa säilöntäaineiden annostukseksi riitti jokaisessa vaihtoehdossa pienempi käytetty määrä. Säilöntäaineet paransivat rehun käymislaatua ja vähensivät oleellisesti rehun lämpenemisherkkyyttä painorehuun verrattuna.

Rehunteon tehokkuusvaatimus kasvaa tila- ja karjakoon sekä säilörehumäärien suurentuessa. Samalla säilörehun teettäminen urakoitsijalla ja tilojen välinen yhteistyö lisääntyy. Esikuivatun säilörehun teko ja pyöröpaalaus ovat yleistyneet voimakkaasti. Noin 80 % säilörehusta tehdään jo esikuivattuna (Pro-Agria 2007). Säilörehua tehdään myös yhä useammin ilman säilöntäainetta. Säilörehun kuiva-ainepitoisuuden noustessa rehun virhekäymisten riski vähenee, mutta hiivojen ja homeiden aiheuttama aerobinen pilaantuminen voi lisääntyä ja aerobinen stabiilisuus huonontua eli rehu lämpenee herkemmin. Sääolosuhteet vaikuttavat esikuivatun säilörehunteon riskeihin, jotka voivat olla erilaiset eri menetelmillä. Alkutuotannon ja maidonjalostuksen laaturiskit rehuntuotantoteknologian kehittyessä - tutkimushanke osoitti, että korjuuolosuhteet vaikuttavat enemmän ilman säilöntäainetta tehdyn pyöröpaalisäilörehun ruokinnalliseen arvoon kuin lievästi esikuivatun hapolla säilötyn tarkkuussilputun siilorehun arvoon. Kuivana kesänä tehdyn siilorehun ja yli 50 % kuiva-ainetta sisältävän paalirehun maidontuotantovaikutus oli yhtä hyvä. Sen sijaan märkänä kesänä paalirehujen syönti ja maidontuotantovaikutus olivat merkitsevästi huonommat kuin siilorehun, vaikka rehut tehtiin hyvän sään aikana (Jaakkola ym. 2006). Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää, kuinka säilöntäaine vaikuttaa eri kuiva-ainepitoisuuksissa pyöröpaalatun säilörehun kemialliseen ja mikrobiologiseen laatuun ja jälkipilaantumisalttiuteen sekä maidontuotantoon ja maidon koostumukseen.Timotei-nurminadan ensimmäisestä sadosta tehtiin pyöröpaalisäilörehua kahdessa eri kuiva-ainepitoisuudessa (keskimäärin 31 % ja 48 %) joko ilman säilöntäainetta tai käyttäen AIV®Pro-happosäilöntäainetta (muurahaishappoa 42,5 %, ammoniumformiaattia 30,3 %, propionihappoa 10 %, bentsoehappoa 2,2 %, vettä 15 %). Tuoreempi rehu paalattiin niittopäivänä keskimäärin 9 tunnin esikuivauksen jälkeen, kun taas kuivempi rehu paalattiin vasta kolmantena päivänä 56 tunnin esikuivauksen jälkeen, sillä 1,5 mm:n sade toisena päivänä viivytti kuivumista vuorokaudella. Paalit kiedottiin 6 muovikerroksella (1,2 kg/paali). Säilöntäainetta kului 3,5 l/paali tuoreemmalla ja 3,0 l/paali kuivemmalla rehulla. Maidontuotantokoe tehtiin 16 Ay-lehmällä 4 x 4 latinalaisen neliön mukaan, joka toistettiin neljänä erillisenä neliönä. Säilörehua annettiin vapaasti ja väkirehua (ohra-kaura-melassileike-rypsipuristekivennäinen) 11 kg ensikoille ja 13 kg vanhemmille lehmille.Säilörehun kuiva-ainepitoisuus ja AIV® Pro-happosäilöntäaineen käyttö vaikuttivat tässä kokeessa melko vähän esikuivatun paalirehun säilönnälliseen ja mikrobiologiseen laatuun sekä rehuarvoihin. Kaikki rehut olivat laadultaan hyviä. Tuoreemmissa rehuissa pH oli alempi ja happorehussa oli tyypillisesti enemmän sokeria ja vähemmän maitohappoa ja ammoniumtyppeä kuin painorehussa. Kuivempien rehujen laatuerot olivat pieniä. Happo paransi kuitenkin säilörehun aerobista stabiilisuutta. Lämpeneminen alkoi painorehussa noin kahden ja happorehussa neljän vuorokauden kuluttua paalin avaamisesta. Pidempi esikuivatusaika vähensi sekä paino- että happorehun sulavuutta niin, että koko rehuannoksen orgaanisen aineen sulavuus lehmillä huononi keskimäärin 1,2 prosenttiyksikköä. Pidempi esikuivatusaika vähensi painorehun syöntiä, mutta happorehuun se ei vaikuttanut. Maitotuotokseen tai maidon koostumukseen esikuivatusaika tai säilöntäainekäsittely ei vaikuttanut merkitsevästi. Vain maidon urea oli korkeampi kuivemmilla rehuilla. Rehuvalkuaisen hyväksikäytössä maitovalkuaiseksi (keskimäärin 32,5 %) ei ollut eroa koekäsittelyjen välillä, mutta energian hyväksikäyttö oli kuivemmilla rehuilla parempi. Paalirehujen säilöntätappiot olivat pieniä, noin 2 %, mutta 6 muovikerrosta ei täysin estänyt hiiva/homelaikkuja, joita esiintyi suurimmassa osassa paaleista.

Luka eksisi adalah luka yang diakibatkan terpotongnya jaringan oleh goresan benda tajam. Senyawa golongan flavonoid telah dibuktikan secara pre klinis bisa mempercepat penyembuhan luka. Ashitaba mengandung senyawa golongan flavonoid. Sehingga diperkirakan memiliki potensi sebagai obat penyembuh luka. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental, getah ashitaba dibuat sediaan serbuk kering. Optimasi formula gel serbuk getah ashitaba menggunkan metode D-optimal design dengan Software Design Exspert versi 7.1.5. Komponen yang dioptimasi adalah formula standar gel basis natrium karboksimetil selulosa (Na-CMC) dan propilenglikol, respon yang dinilai adalah daya lekat, daya sebar dan pH. Formula optimum yang didapatkan diuji stabilitas. Selanjutnya dilakukan uji efektivitas formula optimum gel terhadap lama penyembuhan luka eksisi pada kelinci. Hewan uji dibagi dalam tiga kelompok penelitian yaitu kelompok kontrol negatif (basis gel), kontrol positif (betadin salap 10%) dan perlakuan menggunakan formula optimum gel serbuk getah ashitaba. Punggung kelinci dibuat luka eksisi sepanjang 3 cm, luka diolesi sampel uji sebanyak tiga kali sehari selama 7 hari. Pengamatan dilakukan dengan mengukur panjang luka selama perlakuan. Data diuji statistik dengan metode ANOVA dilanjutkan dengan uji LSD (Last significant different). Berdasarkan hasil penelitian, kombinasi CMC-Na dan propilenglikol mempengaruhi pH, daya sebar dan daya lekat. Hasil penelitian menunjukkan porsentase formula optimum bahan teroptimasi gel serbuk getah ashitaba yang dihasilkan untuk CMC-Na dan Propilenglikol masing-masing adalah 4,617% dan 10,383% dengan parameter nilai mutu fisik untuk pH 6,08, daya sebar 5,85 cm2, daya lekat 90,44detik. Gel menunjukkan stabiilitas selama proses penyimpanan serta berpotensi sebagai alternatif obat luka eksisiKata kunci: gel, getah ashitaba, luka eksisi, flavonoid

Seosrehuruokinnassa erityisesti kesäaikana rehuseoksen lämpeneminen ruokintapöydällä on tavallinen ongelma. Säilörehun aerobisesta stabiilisuudesta tehtyjen tutkimusten ja käytännön havaintojen perusteella on syytä olettaa, että lämpenemisongelma seosrehuruokinnassa kärjistyy erillisruokintaan verrattuna. Tässä kokeessa havainnollistettiin, miten 10 % osuus vanhaa rehua uudessa seoksessa vaikuttaa tehdyn seosrehun pilaantumisherkkyyteen. Lisäksi tutkittiin mahdollisuutta hidastaa seosrehun pilaantumista ruokintatilanteessa propionihappopohjaisilla säilöntäaineilla.Kokeessa käytetty seosrehu sisälsi 37 % väkirehuseosta ja 63 % säilörehua kuiva-aineesta. Pelletöity väkirehuseos sisälsi ohraa, kauraa, melassileikettä, rypsipuristetta ja kivennäisiä. Säilörehu oli toisen sadon timotei-nurminata-puna-apilanurmea, joka oli säilötty muurahaishappopohjaisella säilöntäaineella. Säilörehun säilönnällinen laatu oli kiitettävä. Seosrehun kuiva-ainepitoisuus oli 409 g/kg ka. Samalla reseptillä tehtiin kaksi seosrehua. Tuore seos sekoitettiin puhtaalla seosrehun sekoituslaitteella hyvälaatuisista raaka-aineista. Tuoreen seoksen lisäksi tehtiin seos, jossa käytettiin ymppinä 10 % jo lämmennyttä seosta. Ymppinä käytetty seosrehu oli sekoitettu samalla reseptillä viikkoa aikaisemmin ja sen oli annettu lämmetä.Välittömästi seosrehujen sekoittamisen jälkeen niihin lisättiin kokeessa tutkitut säilöntäaineet. Kiinteä tuote sisälsi natriumkalsiumpropionaattia ja nestemäinen tuote propionihappoa, ammoniumpropionaattia ja ammoniumformiaattia. Aineita lisättiin kahdella eri annostustasolla (2 tai 3 g/kg). Kustakin käsittelystä tehtiin kolme rinnakkaista rehunäytettä, joiden lämpenemistä seurattiin 6 vuorokauden ajan. Rehunäytteiden aerobinen stabiilisuus ja kuiva-ainetappiot aerobisen vaiheen aikana määritettiin.Vanha seosrehu uuden seosrehun seassa lyhensi aerobista stabiilisuutta reilulla kahdella vuorokaudella (9,2 h vs. 66,2 h, p < 0,001). Tutkituilla säilöntäaineilla voitiin parantaa seosrehun aerobista stabiilisuutta tässä kokeessa keskimäärin 3,2 tuntia ilman säilöntäainetta tehtyyn kontrollikäsittelyyn verrattuna (p < 0,001). Säilöntäaineiden tai annostelutasojen välillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja. Tämän kokeen tulos osoittaa selvästi, miten merkittävää seosrehun laadun kannalta on, ettei pilaantuneen vanhan rehun anneta ympätä tuoretta seosta.

Abstract Zinc production has been known since 200 BC. Fluidised bed roasting is the first process stage of the electrolytical zinc production process, was developed in the 1940s. The raw material for zinc is usually sphalerite concentrate. This sulphide concentrate is oxidised in a roaster. Oxidation reactions produce energy, which is removed as steam, and sulphur dioxide, which is used as the raw material of sulphuric acid. During recent decades sphalerite concentrates have contained more and more impurities and at the same time they have become more fine-grained. Impurities cause problems during fluidised bed roasting. As a consequence, production capacity decreases, there are breaks in production. Starting up and shutting down a process during production breaks cause the environmental emissions. In order to be able optimise production, the oxidation mechanisms of impure sphalerite and methods for controlling them have to be known. The hypothesis of this work was as follows: In addition to temperature, the impurity content and particle size of the feed and oxygen coefficient also have an effect on the stability of fluidised bed roasting. Diverse concentrates require different oxygen coefficients and temperatures. The basic target of this work was to develop a method to help find the required conditions and to control them in industrial roasters. This study was restricted to considering the effects of the iron, copper and lead contents in sphalerite concentrate. A review was made of earlier roasting studies and experiences. This study also evaluated the thermodynamic background of roasting. The oxidation mechanisms were also studied in the laboratory using a fluidised bed roaster and horizontal tube furnace. The results were validated in an industrial roaster. On the grounds of these studies the different sphalerite concentrates really do require diverse roasting temperatures and oxygen coefficients. Foremore, the same kinds of concentrates require a different roasting temperature and oxygen coefficient, if their particle size distributions are different. Controlling the concentrate feed particle size may help to control the stability of the roasting bed and the temperature of the upper part of the furnace. The impurities increase the forming of direct bond sintering and thus the forming of sulphide liquid phases. Oxides and sulphates may also form liquid phases. These kinds of liquid phases cause problems in the fluidised bed. Continuous control of the oxygen coefficient and bed temperature and the use of a unique oxygen coefficient and temperature range for every concentrate mixture would make it possible to minimise problems in the furnace. Laboratory and industrial scale tests have verified the variables and methods for controlling conditions in the roaster bed
Tiivistelmä Sinkin valmistus on ollut tunnettua ajalta 200 eKr. Leijukerrospasutus, joka on ensimmäinen prosessivaihe elektrolyyttisessä sinkin valmistusprosessissa, otettiin sekin käyttöön jo 1940-luvulla. Sinkin raaka-aineena käytetään sfaleriittirikastetta, joka hapetetaan pasutuksessa. Hapetusreaktiot tuottavat energiaa, joka otetaan talteen höyrynä, ja rikkidioksidia, josta tuotetaan rikkihappoa. Viime vuosikymmeninä sfaleriittirikasteet ovat tulleet epäpuhtaammiksi ja samalla partikkelikooltaan hienommiksi. Epäpuhtaudet aiheuttavat ongelmia leijupetiin. Tämän seurauksena uunien kapasiteetti laskee, tulee tuotannon seisauksia. Näiden seisauksien yhteydessä tapahtuvat prosessin ylös- ja alasajot aiheuttavat päästöjä. Tuotannon optimoimiseksi täytyy tuntea epäpuhtaiden sfaleriittirikasteiden hapetusmekanismit ja tavat niiden hallitsemiseksi. Tämän työn hypoteesi oli: Leijukerrospasutuksen stabiilisuuteen vaikuttaa lämpötilan lisäksi epäpuhtauksien määrä syötteessä ja syötteen partikkelikokojakauma sekä happikerroin. Erilaiset rikasteet vaativat erilaisen happikerroin- ja lämpötila-alueen. Työn tavoite oli kehittää menetelmä,jolla saadaan vaaditut olosuhteet syntymään ja hallittua. Tutkimuksissa rajoituttiin tarkastelemaan sfaleriittirikasteiden sisältämän raudan, kuparin ja lyijyn vaikutusta. Työssä tutustuttiin epäpuhtaiden sfaleriittirikasteiden pasutuksen alueelta aiemmin tehtyihin tutkimuksiin ja eri pasutoilla saatuihin kokemuksiin sekä selvitettiin pasutuksen termodynaaminen tausta. Laboratoriotutkimuksilla selvitettiin hapettumismekanismeja leijukerrosreaktorissa ja pelleteillä kvartsilaivassa putkiuunissa. Tulosten todentaminen tehtiin koeajoilla teollisessa tuotantolaitoksessa. Johtopäätöksenä näistä tutkimuksista voidaan todeta, että erilaiset sfaleriittirikasteet edellyttävät kullekin rikasteelle ominaista pasutuslämpötilaa ja happikerrointa. Lisäksi samantyyppistenkin rikasteiden vaatima pasutuslämpötila ja happikerroin voivat vaihdella, jos rikasteen partikkelikokojakauma vaihtelee. Syötteen partikkelikokoa säätäen voidaan ohjata pedin stabiilisuutta ja uunin yläosan lämpötilaa. Epäpuhtaudet lisäävät suorasidossintrautumien syntyä ja siten sulfidisulafaasien muodostumista. Sulafaaseja voivat muodostaa myös tietyt oksidit ja sulfaatit. Tästä seuraa ongelmia leijupedissä. Happikertoimen jatkuva seuranta ja säätö kullekin rikasteelle ominaisella alueella, samoin kuin lämpötilan seuranta ja säätö, mahdollistavat ongelmien minimoinnin. Tähän työhön liittyvissä laboratoriotutkimuksissa ja teollisen mittakaavan tutkimuksissa todennettiin muuttujat ja keinot olosuhteiden hallitsemiseksi

Tutkielmassa esitetään pari tapaa, joilla voidaan määrittää, onko tietynlainen diskreetti LTI-systeemi BIBO-stabiili. Tätä varten tarvitaan erityisesti kompleksisen navan määritelmää sekä signaalien ja systeemien analyysiä. Tutkielmassa tarkastellaan vain diskreettejä signaaleja ja systeemejä. Aluksi tutkielmassa esitetään, kuinka kompleksisille rationaalifunktioille voidaan määrittää navat. Tämän jälkeen siirrytään signaaleihin ja niiden ominaisuuksiin. Lisäksi kausaaleille signaaleille määritellään z-muunnos, johon perehdytään tarvittavissa määrin. Lopuksi tarkastellaan systeemejä ja niiden ominaisuuksia. Erityisesti tutkielman lopussa todistetaan edellä vihjatut systeemin stabiilisuutta koskevat lauseet ja esitetään, kuinka niitä voidaan käyttää.

Abstract Degradation of the support and sintering of catalyst nanoparticles inherently leads to a loss of functionality of catalyst materials in converters and sensors. Malfunction in such devices may lead to serious economic and environmental damage. The quest for novel and sustainable catalyst materials with better durability is thus ongoing. In this thesis, one-dimensional nanomaterials such as carbon nanotubes and titanium dioxide nanowires are studied and compared to their conventional zero-dimensional counterparts in regard to their structural and functional stability. With the combination of several catalyst nanomaterials and supporting surfaces, aging properties of more than 70 different materials are assessed by the means of X-ray diffraction, transmission electron microscopy and energy-dispersive X-ray analyses. Although CNTs were shown to be thermally the most stable carbonaceous supports for metal nanoparticles, they are, similar to other carbon supports, more sensitive to high temperatures than metal oxide supports and can suffer deactivation by catalytic oxidation and gasification even at moderate temperatures. In addition, the irradiation of the samples with e-beams caused the most dramatic changes in CNT based materials, where nanosized deformities (voids, channels) were formed when either nanoparticles or defects were present. The prepared nanocompositions have been utilized successfully in three different applications including (i) synthesis of hydrogen from ethanol via a steam reforming reaction, (ii) hydrogenation of citral to form value added chemicals and (iii) the application of advanced electrode materials in electric double-layer capacitors. Both CNT and TiO₂ nanowire based nanomaterials were shown to outperform their conventional nano- and microparticle based counterparts in the studied catalytic reactions, i.e. in citral hydrogenation and steam reforming of ethanol, respectively. Furthermore, nanostructured CNTs obtained by catalytic partial oxidation of the material showed an increased specific surface area, which could be exploited in supercapacitor electrodes with enhanced specific capacitance
Tiivistelmä Katalyyttitukimateriaalin pilaantuminen ja katalyyttinanopartikkelien sintrautuminen johtavat siihen, että muuntajissa ja sensoreissa käytettävät katalyyttiset materiaalit eivät enää toimi, mikä voi aiheuttaa sekä vakavia taloudellisia haittoja että ympäristöhaittoja. Tämän vuoksi kehitetään uusia kestävämpiä katalyyttimateriaaleja. Tässä väitöskirjassa tutkittiin yksiulotteisia nanomateriaaleja, kuten hiilinanoputkia sekä titaanidioksidinanojohtimia ja verrattiin niiden rakenteellista ja toiminnallista stabiiliutta perinteisiin nollaulotteisiin vastineisiin. Erilaisten katalyyttinanomateriaalien ja tukimateriaalien yhdistelmien ikääntymistä arvioitiin röntgendiffraktion, läpäisyelektronimikroskopian ja energiadispersiivisen röntgenanalyysin avulla yli 70 erilaisesta näytteestä. Vaikka hiilinanoputket osoittautuivat termisesti stabiileimmaksi hiilipohjaiseksi tukimateriaaliksi metallinanopartikkeleille, ne ovat kuten kaikki hiilimateriaalit, metallioksiditukimateriaaleja herkempiä korkeille lämpötiloille. Hiilinanoputkipohjaiset katalyytit voivat deaktivoitua katalyyttisen hapettumisen tai kaasuuntumisen vuoksi jo kohtalaisissa lämpötiloissa. Lisäksi elektronisäteellä säteilytetyt nanopartikkelit tai pintavirheitä sisältävät hiilinanoputkipohjaiset katalyytit olivat tutkituista nanomateriaaleista herkimpiä muodostamaan nanorakenteita (koloja, kanavia). Valmistettuja nanokomposiitteja käytettiin onnistuneesti kolmessa eri sovelluksessa: i) vedyn valmistuksessa etanolista höyryreformointireaktiolla, ii) hienokemikaalien valmistuksessa sitraalin hydrauksella sekä iii) elektrodimateriaalina EDLC-kondensaattorissa. Sekä hiilinanoputki- sekä TiO₂-nanojohdinpohjaiset nanomateriaalit toimivat testatuissa katalyyttisissa reaktioissa (etanolin reformointi sekä sitraalin hydraus) paremmin kuin niiden perinteiset vastineet. Lisäksi superkondensaattorin ominaiskapasitanssia onnistuttiin nostamaan lisäämällä hiilinanoputkipohjaisen elektrodin ominaispinta-alaa katalyyttisella hapetusreaktiolla

Diplomityön tarkoituksena oli määrittää veden stabiilien isotooppien avulla Rokuan harjun pinta- ja pohjavesien vuorovaikutussuhteita. Vedenpintojen lasku on ollut ongelmana useissa Rokuan harjun pohjavesistä riippuvaisissa järvissä. Tutkimuksessa käytettävät vesinäytteet kerättiin Euroopan unionin rahoittaman GENESIS-projektin yhteydessä. Näytteitä otettiin Rokuan alueen järvistä, lammista, pohjavesistä, joista ja ojista sekä sadannasta vuosina 2010–2012. Yhteensä näytepisteitä oli 42 ja näytteitä kerättiin talvella, keväällä, kesällä ja syksyllä. Näytteiden isotooppikoostumukset (δ-arvot) analysoitiin Picarro L2120-i-analysaattorilla, jonka toiminta perustuu lasersäteen absorptioon väliaineessa. Veden stabiilit isotoopit, ¹⁸O ja ²H, ovat luonnollisia merkkiaineita, joita voidaan käyttää hydrologisissa tutkimuksissa ja joiden käyttö perustuu niiden fraktioitumiseen hydrologisessa kierrossa. Isotooppiarvoja käytettiin määrittämään Rokuan alueelle LMWL-suora eli paikallinen meteoristen vesien suora sadanta-aineiston perusteella (δ²H = 7,60 δ¹⁸O + 6,70). Pintavesien ja pohjavesien δ-arvojen avulla määritettiin haihduntasuora (δ²H = 4,93 δ18O − 30,20) ja pohjavesien avulla pohjavesisuora (δ²H = 7,59 δ¹⁸O + 4,79). Suorat kertovat veden stabiilien isotooppien keskinäisen riippuvuussuhteen. Sadannan keskimääräinen isotooppikoostumus Rokuan alueella oli: δ¹⁸O = −13,82 ‰ ja δ²H = −98,3 ‰ ja Rokuan harjun pohjaveden keskimääräinen isotooppikoostumus oli: δ¹⁸O = −13,22 ‰ ja δ²H = −95,5 ‰. Pinta- ja pohjavesien δ-arvojen havaittiin eroavan toisistaan riittävästi, jotta veden stabiileja isotooppeja voidaan käyttää määrittämään pinta- ja pohjavesien suhteita Rokuan harjun järvissä. Isotooppiarvojen perusteella konseptualisoitiin järvien vesitaseita ja havaittiin haihdunnan fraktioivan vaikutuksen vaihtelevan järvissä. Ahveroisen järven pohjavesikomponentit määritettiin aikavälille 28.5.–7.8.2009 (GWin = 290 mm ja GWout = 316 mm). Isotooppiarvojen vuodenaikaisvaihtelua tarkasteltiin erikseen järvissä, pohjavesissä sekä joissa ja ojissa. Selvintä vuodenaikaisvaihtelu oli järvissä. Lisäksi työssä vertailtiin piidioksidin ja veden stabiilien isotooppien käyttöä merkkiaineena. Rokuan alueella voitiin piidioksidin avulla tarkentaa pohjaveden virtausaikaa ja virtaussysteemejä isotooppituloksiin nähden. Isotooppimenetelmä sopi sitä vastoin paremmin järvien vesitaseiden määrittämiseen. Järvien isotooppikoostumusten perusteella voitiin erottaa järvet (Jaakonjärvi, Kolmonen, Loukkojärvi, Saarijärvi ja Soppinen), joissa haihdunta on fraktioinut veden stabiileja isotooppeja enemmän kuin muissa tarkastelluissa järvissä. Tämä viittaa siihen, että veden viipymäajat näissä järvissä ovat pitkiä. Viipymäajalla on merkitystä siihen, miten hyvin järvet kestävät ravinnekuormitusta. Rokuan alueelle määritettyjä LMWL-suoraa, pohjavesisuoraa ja haihduntasuoraa voidaan käyttää jatkossa myös muissa hydrologisissa merkkiainetutkimuksissa, joissa käytetään veden stabiileja isotooppeja Rokuan ympäristössä. Suorien sovellettavuus heikkenee kauempana Rokuasta, sillä isotooppien suhteellinen jakauma vaihtelee alueittain
The aim of this Master Thesis was to determine the surface water and groundwater interactions of Rokua esker area using stable isotopes of water. Water decline has been a problem in many groundwater dependent lakes in Rokua. The water samples used in this study were collected as a part of the GENESIS project funded by European Union. Lakes, ponds, groundwater, streams and precipitation were sampled during the years 2010–2012. The sampling program consisted of 42 measurement points which were sampled in winter, spring, summer and autumn. Stable isotopes of water (δ values) were analyzed from the water samples using Picarro L2120-i analyzer which utilizes the absorption of laser beam in medium. The stable isotopes of water, ¹⁸O and ²H, are natural tracers that can be used in hydrological studies and their application is based on their fractionation in the hydrological cycle. Isotopic values of precipitation were used to determine the local meteoric water line (LMWL) of Rokua esker area (δ²H = 7.60 δ¹⁸O + 6.70). Based on the δ values of surface and groundwaters the evaporation line was determined (δ²H = 4.93 δ¹⁸O − 30.20). The δ values of groundwaters were used to formulate the groundwater line (δ²H = 7.59 δ¹⁸O + 4.79). The lines tell the interdependence between the stable isotopes of water. The mean annual isotopic composition of precipitation in the Rokua area and the mean isotopic composition of the groundwater of Rokua esker were: δ¹⁸O = −13.82 ‰, δ²H = −98.3 ‰ and δ¹⁸O = −13.22 ‰, δ²H = −95.5 ‰, respectively. The δ values of surface waters and groundwaters were found to differ sufficiently so that the isotope method can be used to determine surface water and groundwater ratios in the lakes of Rokua esker. On the basis of the isotopic values the water balances of lakes were conceptualized and it was found that the fractionation effect of evaporation varied with the lakes. The groundwater components of Lake Ahveroinen were determined in the time period of 28.5.–7.8.2009 (GWin = 290 mm ja GWout = 316 mm). The seasonal variation of the isotopic values was studied separately in the lakes, the groundwater and the streams. The most apparent seasonal variation was observed in the lakes. In addition, the use of silica and the stable isotopes of water as tracers were compared. In case of Rokua esker aquifer, water flow times and flow systems were possible to study more specifically by using silica. On the other hand, the stable isotopes of water can be used better to determine the water balances of lakes. The isotopic compositions of lakes can be used to separate the lakes (Jaakonjärvi, Kolmonen, Loukkojärvi, Saarijärvi and Soppinen) where evaporation has fractionated the stable isotopes of water more than in the other examined lakes indicating long residence time. The long residence time of water can affect how well lakes can stand for nutrient loadings. LMWL, evaporation and groundwater lines of Rokua area can be used in the future in other hydrological isotopic tracer studies in the surroundings of Rokua. The applicability of the lines is reduced when they are used farther away from Rokua, as the relative distribution of the stable isotopes of water varies by regions

Abstract Fading in wireless channels, the limited battery energy available in wireless handsets, the changing user demands and the increasing demand for high data rate and low delay pose serious design challenges in the future generations of mobile communication systems. It is necessary to develop efficient transmission policies that adapt to changes in network conditions and achieve the target delay and rate with minimum power consumption. In this thesis, a number of new paradigms in wireless networks are presented. Dynamic programming tools are used to provide dynamic network stabilizing resource allocation solutions for virtualized data centers with clouds, cooperative networks and heterogeneous networks. Exact dynamic programming is used to develop optimal resource allocation and topology control policies for these networks with queues and time varying channels. In addition, approximate dynamic programming is also considered to provide new sub-optimal solutions. Unified system models and unified control problems are also provided for both secondary service provider and primary service provider cognitive networks and for conventional wireless networks. The results show that by adapting to the changes in queue lengths and channel states, the dynamic policy mitigates the effects of primary service provider and secondary service provider cognitive networks on each other. We investigate the network stability and provide new unified stability regions for primary service provider and secondary service provider cognitive networks as well as for conventional wireless networks. The K-step Lyapunov drift is used to analyse the performance and stability of the proposed dynamic control policies, and new unified stability analysis and queuing bound are provided for both primary service provider and secondary service provider cognitive networks and for conventional wireless networks. By adapting to the changes in network conditions, the dynamic control policies are shown to stabilize the network and to minimize the bound for the average queue length. In addition, we prove that the previously proposed frame based does not minimize the bound for the average delay, when there are shared resources between the terminals with queues
Tiivistelmä Langattomien kanavien häipyminen, langattomien laitteiden akkujen rajallinen koko, käyttäjien käyttötarpeiden muutokset sekä lisääntyvän tiedonsiirron ja lyhyemmän viiveen vaatimukset luovat suuria haasteita tulevaisuuden langattomien verkkojen suunnitteluun. On välttämätöntä kehittää tehokkaita resurssien allokointialgoritmeja, jotka sopeutuvat verkkojen muutoksiin ja saavuttavat sekä tavoiteviiveen että tavoitedatanopeuden mahdollisimman pienellä tehon kulutuksella. Tässä väitöskirjassa esitetään uusia paradigmoja langattomille tietoliikenneverkoille. Dynaamisen ohjelmoinnin välineitä käytetään luomaan dynaamisia verkon stabiloivia resurssien allokointiratkaisuja virtuaalisille pilvipalveludatakeskuksille, käyttäjien yhteistyöverkoille ja heterogeenisille verkoille. Tarkkoja dynaamisen ohjelmoinnin välineitä käytetään kehittämään optimaalisia resurssien allokointi ja topologian kontrollointialgoritmeja näille jonojen ja häipyvien kanavien verkoille. Tämän lisäksi, estimoituja dynaamisen ohjelmoinnin välineitä käytetään luomaan uusia alioptimaalisia ratkaisuja. Yhtenäisiä systeemimalleja ja yhtenäisiä kontrollointiongelmia luodaan sekä toissijaisen ja ensisijaisen palvelun tuottajan kognitiivisille verkoille että tavallisille langattomille verkoille. Tulokset osoittavat että sopeutumalla jonojen pituuksien ja kanavien muutoksiin dynaaminen tekniikka vaimentaa ensisijaisen ja toissijaisen palvelun tuottajien kognitiivisten verkkojen vaikutusta toisiinsa. Tutkimme myös verkon stabiiliutta ja luomme uusia stabiilisuusalueita sekä ensisijaisen ja toissijaisen palveluntuottajan kognitiivisille verkoille että tavallisille langattomille verkoille. K:n askeleen Lyapunovin driftiä käytetään analysoimaan dynaamisen kontrollointitekniikan suorituskykyä ja stabiiliutta. Lisäksi uusi yhtenäinen stabiiliusanalyysi ja jonon yläraja luodaan ensisijaisen ja toissijaisen palveluntuottajan kognitiivisille verkoille ja tavallisille langattomille verkoille. Dynaamisen algoritmin näytetään stabiloivan verkko ja minimoivan keskimääräisen jonon pituuden yläraja sopeutumalla verkon olosuhteiden muutoksiin. Tämän lisäksi todistamme että aiemmin esitetty frame-algoritmi ei minimoi keskimääräisen viiveen ylärajaa, kun käyttäjät jakavat keskenään resursseja

Abstract This dissertation is a pioneering effort in a project to document, preserve and study the human remains found beneath old Northern Finnish churches. These remains have spontaneously mummified as a result of the early modern elite’s practice of burying under church floors. The main subject of the study is an early 17th-century Vicar of the Kemi parish, Nikolaus Rungius, and his mummified remains. His mummy that still is an important tourist attraction and a popular character in local lore, has a unique history as it has been exhibited since the 18th-century. The computed tomography scanning performed on the mummy revealed pathological findings suggesting that the Vicar suffered from obesity-related conditions. The most convincing of these was the manifestation of DISH in his thoracic spine. There were also indications of tuberculosis, such as a probable Pott’s spine, as well as calcifications, for example, in subareolar regions. The latter may also represent gynaecomastia, which currently is a rather common finding in elderly men. The scans also provided information concerning the preservation. In addition to the right forearm that was lost by the mid-19th-century, six cervical vertebrae are missing. The head still appears to be attached through a continuous band of soft tissue, and has likely belonged to the same person as the rest of the body. Both the Vicar’s dental health examined through the scans, and the results of the stable isotope analyses (δ13C, δ15N) of his nail keratin, along with the obesity-related findings, indicated a rather heavy diet rich in protein. This is in line with what is known about the early modern Northern Finnish diets. They were mainly based on foodstuffs acquired by hunting, fishing and animal husbandry. These interpretations also comport with the Vicar’s status, and assumed wealth. Typically, the clergy could maintain abundant diets. Even manifestations of DISH are rather commonly found in remains from monastery sites. The Vicar’s δ15N value was elevated in comparison to the values of the control group comprised of other early modern human remains in Northern Finnish churches. This discrepancy may be due to a stronger input of dietary protein sourced from top aquatic predators, such as the seal. Another plausible explanation could be the connection between the elevated δ15N value and DISH previously found by several authors
Tiivistelmä Tämä väitöstutkimus on osa projektia, jonka päämääränä on vanhojen pohjoissuomalaisten kirkkojen alla lepäävien muumioituneiden vainajien dokumentointi, säilyttäminen ja tutkimus. Muumioitumisen taustalla on varhaisen uuden ajan eliitin tapa haudata kirkkojen lattioidenalaisiin tiloihin. Tutkimuksen pääkohteena on 1600-luvun alun Kemin seurakunnan kirkkoherran, Nikolaus Rungiuksen hyvin säilynyt ruumis. Kirkkoherran muumiolla on ainutlaatuinen historia, sillä se on ollut nähtävillä 1700-luvulta lähtien. Tämä paikallistaruston hyvin tuntema hahmo on edelleenkin tärkeä turistikohde. Muumion tietokonetomografinen kuvantaminen paljasti useita patologisia löydöksiä. Osa niistä vihjaa kirkkoherran kärsineen tiloista, joilla on yhteys ylipainoon. Kaikista vakuuttavimmin siihen viittaisi hänen rintarangassaan havaittu diffuusin idiopaattisen skeletaalisen hyperostoosin (DISH) aiheuttama leesio. Myös tuberkuloosista havaittiin viitteitä, kuten mahdollinen Pottin tauti, sekä subareolaariset kalkkeumat. Jälkimmäiset voivat tosin olla gynekomastiankin aiheuttamat. Kuvantaminen tarjosi tietoa myös muumion säilyneisyydestä. Pitkään kadoksissa olleen oikean kyynärvarren lisäksi kuusi kaulanikamaa puuttuivat. Pää ja torso näyttäisivät kuitenkin edelleen yhdistyvän toisiinsa niskassa, mikä tarkoittaisi molempien osien kuuluneen samalle yksilölle. Sekä kirkkoherran hammasterveys, että kynnen keratiinin isotooppianalyysit (δ15N, δ13C) indikoivat, että hänen ruokavalionsa lienee ollut raskas ja proteiinirikas. Rintarangan DISH-leesio tukee tätä päätelmää, joka sopii yhteen myös aiempien pohjoissuomalaista varhaisen uudenajan ruokavaliota koskevien tietojen kanssa. Ravinto hankittiin lähinnä metsästämällä, kalastamalla ja karjanhoidolla. Tulokset yhtenevät kirkkoherran sosiaalisen statuksen ja oletetun vaurauden kanssa: papisto kykeni tyypillisesti nauttimaan runsaasta ruokavaliosta. Jopa ylipainoon yhdistetty DISH on erityisen tyypillinen löydös nimenomaan luostarikaivauksien vainajissa. Stabiili-isotooppianalyysit paljastivat kirkkoherran typpiarvon merkittävästi muista pohjoissuomalaisista muumioista koostuvan verrokkiaineiston arvoja korkeammaksi. Ero selittynee ravinnon suuremmalla määrällä vesistöjen huippusaalistajien, kuten hylkeiden proteiinia. Toinen mahdollinen selitys voi liittyä kohonneiden typpiarvojen ja DISHin väliltä aiemmin löydettyyn yhteyteen

Abstract Refining grain size is known to enhance mechanical properties also in austenitic stainless steels. To better understand the background of these properties, various reversion-treated structures were created in AISI 301LN (18Cr-7Ni-0.15N) steel and the microstructural features affecting flow behaviour and strength under monotonic and cyclic straining were investigated. Fully and partially reversed microstructures were produced using prior cold rolling thickness reductions in the range of 32–63% and both resistant and induction heating. Some selected reversed structures were also strengthening rolled to 20% reduction. The resultant microstructures were characterised using different research equipment and methods and their mechanical properties determined by microhardness, tensile and fatigue tests. The main interest was focused on the microstructural features of low-temperature reversed structures and the stability of austenite in them. Effective grain refinement was achieved after 56–63% rolling reduction. Depending on the reduction and annealing conditions, the reversed structures consisted of various amounts of submicron- and medium-sized austenite grains and retained phases. All the reversed structures showed non-homogenous, often bimodal grain size distribution. It was demonstrated that the stability of austenite was much reduced after annealing at temperatures ≤ 850 °C, which was attributed to precipitation occurring at these low temperatures. Fine grain size itself promoted higher stability, but the coarsest retained austenite was stable due to its special orientation. Therefore, medium-sized grains of 3–10 μm, formed mainly from slightly deformed strain-induced martensite, appeared to be most unstable, the fraction being highest after the lowest reduction. The yield and fatigue strengths of the low-temperature reversion-treated structures were significantly higher than those of commercial 301LN. Fatigue strength corresponded to that of a 20% cold-rolled sheet. Strength was highly enhanced even after the lowest cold rolling reduction of 32%, for the lower strength of the coarser reversed grain structure was balanced by the higher fractions of strong retained austenite and martensite phases
Tiivistelmä Austeniitin raekoon hienontamisen tiedetään parantavan merkittävästi ruostumattomien terästen mekaanisia ominaisuuksia. Hienorakeisten reversiorakenteiden muokkauslujittumiseen ja lujuuteen vaikuttavien tekijöiden yksityiskohtaista tutkimista varten tuotettiin AISI 301LN (18Cr-7Ni-0.15N) teräkseen 32–63% kylmävalssausreduktiota ja sen jälkeistä vastus- tai induktiokuumennusta käyttäen täysin sekä osittain reversoituneita mikrorakenteita. Lisäksi osa reversiorakenteista vielä lujitusvalssattiin 10–20% reduktioon saakka. Mikrorakenteiden karakterisointiin käytettiin monipuolisesti eri tutkimuslaitteita ja menetelmiä sekä mekaanisten ominaisuuksien määrittämiseen mikrokovuus-, veto- ja väsytyskokeita. Ensisijaisena tarkoituksena oli tutkia yksityiskohtaisesti matalassa reversiolämpötilassa muodostuneita mikrorakenteita sekä hienorakeisen austeniitin stabiilisuutta monotonisessa ja syklisessä kuormituksessa. Reversiokäsitellyissä rakenteissa esiintyi vaihteleva määrä hienoja (raekoko alle 1 μm) ja keskisuuria (raekoko 3–10 μm) austeniittirakeita mahdollisien karkeiden jäännösfaasien lisäksi kylmämuokkaustilasta ja lämpökäsittely-parametreista riippuen. Suuri muokkausaste edesauttoi selvästi raerakenteen hienontumista, mutta kaikki rakenteet olivat raekokojakaumaltaan epähomogeenisia. Työssä demonstroitiin kuinka alle 900 °C:ssa hehkutetut reversiorakenteet ovat huomattavasti epästabiilimpia kuin korkeammassa syntyneet verrokkirakenteet, minkä osoitettiin johtuvan krominitridien erkautumisesta. Raekoon hienontuminen itsessään suosii suurempaa stabiilisuutta, mutta karkeimmat muokkautuneet jäännösausteniittirakeet olivat stabiileja niiden orientaation takia. Täten keskisuuret rakeet olivat epästabiileimpia. Keskisuurien rakeiden osoitettiin syntyvän pääasiassa vähän muokkaantuneesta martensiitista, ja niitä esiintyi eniten 32% reduktiolla valssatuissa rakenteissa. Matalassa lämpötilassa syntyneiden reversiorakenteiden lujuus oli merkittävästi korkeampi kuin kaupallisen teräksen. Väsymislujuus vastasi noin 20% lujitettuvalssattua tuotetta. Hehkutusta edeltänyt kylmämuokkausaste vaikutti vain vähän reversiorakenteiden lujuuteen, sillä vaikka pienin muokkausaste johti karkeimpaan keskimääräiseen raekokoon, siinä lujuutta lisäsivät kovat jäännösfaasit

Abstract The work in this thesis concentrates on finding more active and durable catalysts for the demanding environmental application of the oxidation of sulfur-containing volatile organic compounds (S-VOCs). This application is challenging due to the high purification levels required and the catalyst deactivating nature of sulfur. In this thesis, dimethyldisulfide (DMDS) was used as the model molecule to represent S-VOCs since it is often present in odorous emissions and it is more difficult to treat than most of the other S-VOCs. It was found that the addition of a very small amount of Pt (0.3%) especially improves the selectivity of copper oxide based catalysts towards complete oxidation products ((carbon dioixide (CO2), water (H2O) and sulfur dioxide (SO2)) in DMDS oxidation. Catalyst characterization by transmission electron microscopy, temperature programmed reduction and X-ray photoelectron spectroscopy analyses suggests that this promoting effect is most likely due to the close interaction between Cu and Pt species on the bimetallic PtCu/γ-Al2O3 catalyst. The drawback of using the Al2O3 support is that it is not resistant towards sulfur poisoning. The deactivation of the self-made catalysts was studied with the help of an accelerated ageing procedure that was developed based on the information from the industrially aged volatile organic compound (VOC) catalysts. Industrial deactivation was caused by the sintering of the support and active metals and by the formation of metal sulfates with the support. After accelerated ageing, the silica doped alumina (Al2O3)0.8(SiO2)0.2 supported catalyst, showed remarkably promising results in terms of stability towards sulfur poisoning and the activity in DMDS oxidation was very close to that of the most active PtCu/Al2O3. The addition of less than 20% of SiO2 on the Al2O3 support led to a catalyst that is more selective and resistant to sulfur poisoning
Tiivistelmä Väitöskirjassa tuotetaan uutta tietoa rikkipitoisten orgaanisten yhdisteiden (S-VOC) hapetukseen soveltuvien uusien katalyyttisten materiaalien synteesistä ja karakterisoinnista. S-VOC-yhdisteiden käsittely on vaativa katalyyttisen polton sovellus, koska näiden päästöjen käsittely edellyttää korkeaa puhdistustehoa, ja lisäksi yhdisteiden sisältämä rikki on katalyyttimyrkky. Tässä väitöskirjassa valittiin S-VOC-yhdisteitä edustavaksi malliaineeksi dimetyylisulfidi (DMDS), koska se on usein mukana käsiteltävissä S-VOC-päästöissä ja sen käsittely on vaativampaa kuin useiden muiden S-VOC-yhdisteiden käsittely. Tutkimustulosten mukaan hyvin pieni Pt-lisäys (0.3 %) parantaa erityisesti kuparioksidikatalyyttien selektiivisyyttä DMDS:n kokonaishapetustuotteiksi (CO2, H2O, SO2). Katalyyttien karakterisoinnin (läpäisyelektronimikroskopia, lämpötilaohjattu pelkistysreaktio, röntgensädefotoelektronispektroskopia) perusteella voidaan esittää parannuksen syyksi kuparin ja platinan läheinen kontakti bimetallisen PtCu/γ-Al2O3-katalyytin pinnalla. Al2O3-tukiaineen heikkoutena on sen deaktivoitumisherkkyys rikkiyhdisteiden läsnä ollessa. Väitöskirjatyössä valmistettujen katalyyttien deaktivitumista tutkittiin laboratoriomittakaavassa nopeutettujen ikäytyskokeiden avulla, jotka kehitettiin teollisessa käytössä deaktivoituneen katalyytin karakterisointien avulla saadun tiedon perusteella. Teollisessa käytössä olleen katalyytin deaktivoitumisen syyksi havaittiin tukiaineen ja aktiivisten metallien sintrautuminen sekä metallisulfidien muodostuminen tukiaineen kanssa. Nopeutettujen ikäytyskokeiden tulosten perusteella havaittiin, että piidioksidin lisäys alumiinioksiditukiaineeseen paransi tukiaineen rikin kestoa merkittävästi. Tutkimuksissa havaittiin myös, että piidioksidilla muokatun katalyytin aktiivisuus oli hyvin lähellä vastaavaa PtCu/γ-Al2O3-katalyytin aktiivisuutta. DMDS:n hapetuksessa selektiivisempi ja stabiilimpi katalyytti voidaan aikaansaada alle 20 %:n SiO2-lisäyksellä Al2O3-tukiaineeseen

Abstract In this thesis we study the spatial throughput of interference-limited wireless networks from different perspectives, considering that the spatial distribution of nodes follows a 2-dimensional homogeneous Poisson point process and transmitters employ Gaussian point-to-point codes. To carry out this analysis, we model the interrelations between network elements using concepts from stochastic geometry, communication theory and information theory. We derive closed-form equations to compute/approximate the performance metric that is chosen to evaluate the system for each given specific scenario. Our first contribution is an investigation about whether it is preferable to have a large number of short single-hop links or a small number of long hops in multi-hop wireless networks, using a newly proposed metric denominated aggregate multi-hop information efficiency. For single-hop systems, we revisit the transmission capacity framework to study medium access protocols that use asynchronous transmissions and allow for packet retransmissions, showing when a carrier sensing capability is more suitable than synchronous transmissions, and vice-versa. We also cast the effective link throughput and the network spatial throughput optimization problems to find the combination of medium access probability, coding rate and maximum number of retransmissions that maximize each metric under packet loss and queue stability constraints, evincing when they do (and do not) have the same solution. Furthermore we analyze the expected maximum achievable sum rates over a given area – or spatial capacity – based on the capacity regions of Gaussian point-to-point codes for two decoding rules, namely (i) treating interference as noise (IAN) and (ii) jointly detecting the strongest interfering signals treating the others as noise (OPT), proving the advantages of the second. We additionally demonstrate that, when the same decoding rule and network density are considered, the spatial-capacity-achieving scheme always outperforms the spatial throughput obtained with the best predetermined fixed rate strategy. With those results in hand, we discuss general guidelines on the construction of ad hoc adaptive algorithms that would improve the information flow throughout the interference network, respecting the nodes’ internal and external constraints
Tiivistelmä Tässä työssä tutkitaan häiriörajoitteisten langattomien verkkojen tila-alueen suorituskykyä, olettaen verkkosolmujen sijoittuvan 2-ulotteisen Poissonin pisteprosessin mukaisesti, sekä olettaen lähettimien hyödyntävän Gaussisia pisteestä-pisteeseen -koodeja. Suorituskykyanalyysi pohjautuu stokastiseen geometriaan, tietoliikenneteoriaan sekä informaatioteoriaan. Suljetun muodon suorituskyky-yhtälöitä hyödyntäen arvioidaan suorityskykymetriikoita eri skenaarioissa. Työn aluksi esitetään uusi monihyppyverkkojen informaatiotehokkuuteen perustuva metriikka. Sen avulla voidaan tutkia onko tehokkaampaa käyttää useita lyhyen hypyn linkkejä vai pienempää määrää pidempien hyppyjen linkkejä. Yhden hypyn verkoissa tutkitaan mediaanpääsyprotokollia asynkronisissa verkoissa pakettien uudelleenlähetykseen perustuen ja verrataan tätä synkroniseen lähetykseen ilman vapaan kanavan tunnistusmekanismia. Työssä tutkitaan myös linkin efektiivisen suorituskyvyn ja verkon tila-alueen suorituskyvyn optimointia, jotta sopiva yhdistelmä mediaan pääsyn todennäköisyydelle, koodausnopeudelle ja uudelleenlähetysten maksimilukumäärälle löytyisi ja samalla maksimoisi jokaisen käytetyn metriikan ehdollistettuna paketin menetyksille ja jonon stabiilisuudelle. Lisäksi arvioidaan maksimaalista odotettavaa nettosiirtonopeutta tietyllä alueella, eli tila-alueen kapasiteettia, Gaussimaisen pisteestä-pisteeseen koodien kapasiteettialueisiin perustuen kahta eri dekoodaussääntöä hyödyntäen: (i) olettaen häiriön olevan kohinaa tai (ii) ilmaisemalla voimakkaimmat häiriösignaalit ja olettaen muiden olevan kohinaa. Jälkimmäinen osoittautui tehokkaammaksi menetelmäksi. Työssä osoitetaan myös, että samalla dekoodaussäännöllä ja verkon tiheydellä tila-alueen kapasiteetin saavuttava menetelmä on aina tehokkaampi kuin tavanomainen tila-alueen suorituskykyyn perustuva kiinteän siirtonopeuden menetelmä. Saavutettujen tulosten valossa työssä esitetään yleisiä suunnittelumenetelmiä mukautuville ad hoc -algoritmeille, joiden avulla voidaan parantaa tiedonsiirtoa häiriörajoitteisissa verkoissa, ehdollistettuna verkon solmujen sisäisille ja ulkoisille rajoitteille

Abstract Groundwater-dependent ecosystems (GDEs) are aquatic or terrestrial ecosystems that rely directly or indirectly on groundwater (GW). Recent European and Finnish legislation requires better consideration of these systems in GW management. The main aim of this thesis was to develop new methods for GDE classification and management, by testing environmental tracer methods in different environments. New information about GW-surface water interactions was obtained and novel methods for GDE classification and management were developed for lakes, peatlands, streams, and springs. Stable water isotopes proved to be an efficient tool for determining the GW dependence of lakes. An iterative isotope mass balance method was applied for 67 lakes situated in the Rokua esker aquifer area. Stable water isotopes also showed potential in determining the GW dependence of a peatland surface horizon. A study conducted in peatlands adjacent to Viinivaara esker aquifer indicated that the GW dependence of peatlands can vary significantly and that GW-dependent areas can extend outside current GW protection areas. Thermal images proved useful in pinpointing clear GW seepage locations in peatlands. For streams, a novel stream tracer index method was developed to evaluate GW dependence based on GW volume in streams, thermal properties of streams, and stream water quality. The method was tested in three streams discharging from Viinivaara and Rokua aquifers and was found to efficiently capture spatial variations in GW dependence. In Oulanka region, hydrological and chemical characterization and statistical methods were used to classify springs into different types. Spring altitude and δ2H value were identified as useful proxies for spring water chemistry. The methods developed in this thesis can be helpful when classifying and studying GDEs and applying environmental tracer methods in various environments. Knowing the GW dependence of an ecosystem, the impacts of possible GW table decline caused by e.g., GW abstraction, drainage, and/or climate change can be evaluated. For large-scale applications, GDE classification methods have to be practical, effective, and low-cost. Combined use of stable water isotopes and other tracers can be especially effective for characterizing ecosystem hydrology on different temporal and spatial scales
Tiivistelmä Pohjavedestä riippuvat ekosysteemit (GDE) ovat vesi- tai maaekosysteemejä, jotka ovat suoraan tai epäsuorasti riippuvaisia pohjavedestä. Euroopan Unionin ja Suomen lainsäädännön mukaan pohjavesien hallinnassa tulisi ottaa paremmin huomioon GDEt. Tämän työn tavoitteena oli kehittää uusia menetelmiä näiden ekosysteemien luokitteluun ja hallintaan. Luonnollisia merkkiainemenetelmiä soveltaen saatiin uutta tietoa pohjavesi-pintavesi vuorovaikutuksesta ja kehitettiin uusia menetelmiä GDE-luokitteluun järville, soille, puroille ja lähteille. Veden stabiilit isotoopit osoittautuivat tehokkaaksi työkaluksi järvien pohjavesiriippuvuuden määrittämisessä. Iteratiivista isotooppimassatase-menetelmää käytettiin 67 Rokuan järven pohjavesiriippuvuuden selvittämiseen. Veden stabiileilla isotoopeilla pystyttiin myös määrittämään suon pinnan pohjavesiriippuvuus. Viinivaaran harjun viereisen suoalueen tutkimus näytti, että suon pohjavesiriippuvuus voi vaihdella merkittävästi ja pohjavedestä riippuvia alueita löytyy myös nykyisten pohjavesirajojen ulkopuolelta. Lisäksi soilla havaittiin selkeitä pohjavedenpurkupaikkoja lämpökamerakuvauksen avulla. Puroille kehitettiin uusi menetelmä, jolla niiden pohjavesiriippuvuutta voidaan arvioida perustuen pohjaveden määrään puroissa, puroveden lämpötilaominaisuuksiin ja puroveden laatuun. Menetelmää testattiin Viinivaaran ja Rokuan harjuista purkautuville puroille ja sillä havaittiin pohjavesiriippuvuuden vaihtelevan purojen eri osissa. Oulangan lähteitä luokiteltiin eri tyyppeihin hydrologisen ja kemiallisen karakterisoinnin ja tilastollisten menetelmien avulla. Lähteiden altitudin ja δ2H-arvon havaittiin ennustavan lähdeveden kemiallista koostumusta. Tässä tutkimuksessa kehitetyt menetelmät voivat olla hyödyllisiä GDE-luokittelussa, eri ekosysteemien tutkimisessa ja luonnollisten merkkiainemenetelmien soveltamisessa eri ympäristöissä. Kun ekosysteemin pohjavesiriippuvuus tiedetään, voidaan arvioida pohjavedenotosta, ojituksesta ja/tai ilmaston muutoksesta mahdollisesti aiheutuvan pohjavedenpinnan laskun vaikutuksia. Suuressa mittakaavassa, GDE-luokittelumenetelmien tulee olla käytännöllisiä, tehokkaita ja halpoja. Veden stabiilien isotooppien ja muiden merkkiaineiden yhdistetty käyttö vaikuttaa olevan tähän erityisen tehokas työkalu, jolla voidaan ymmärtää ekosysteemien hydrologiaa eri temporaalisissa ja spatiaalisissa mittakaavoissa