Particle generation with liquid carbon dioxide emulsions

Spray drying is a common technique for particle generation. However, due to limitations in the droplet size, the production of solid submicron particles using conventional atomizers has proven to be challenging. With the aim of overcoming this limitation, the generation and expansion of emulsions of an aqueous solution and liquid carbon dioxide with a subsequent drying step was investigated. Potassium chloride concentrations in the solution between 0.1 and 10 wt. % and mass loads of the aqueous disperse phase between 0.01 and 0.09 were used in order to study their impact on the droplet and particle size. For the lowest potassium chloride concentration, median particle diameters in the submicron size range were measured for all mass loads of the disperse phase

Insights into the mechanism of enhanced dissolution in solid crystalline formulations

Solid dispersions are a promising approach to enhance the dissolution of poorly water-soluble drugs. Solid crystalline formulations show a fast drug dissolution and a high thermodynamic stability. To understand the mechanisms leading to the faster dissolution of solid crystalline formulations, physical mixtures of the poorly soluble drugs celecoxib, naproxen and phenytoin were investigated in the flow through cell (apparatus 4). The effect of drug load, hydrodynamics in the flow through cell and particle size reduction in co-milled physical mixtures were studied. A carrier-and drug-enabled dissolution could be distinguished. Below a certain drug load, the limit of drug load, carrier-enabled dissolution occurred, and above this value, the drug defined the dissolution rate. For a carrier-enabled behavior, the dissolution kinetics can be divided into a first fast phase, a second slow phase and a transition phase in between. This study contributes to the understanding of the dissolution mechanism in solid crystalline formulations and is thereby valuable for the process and formulation development

Analysis of Non-SOV Transportation Programs and Contribution to a Socially Just Transportation System in Boulder, Colorado

Boulder has made a climate commitment which is guiding many policies. This commitment includes four components: 100% renewable electricity generation by 2030, 100 megawatts of local renewable energy generation by 2030, an 80% reduction in community GHG emissions by 2050, and an 80% reduction in emissions from city organizations by 2030. Plans for meeting these goals could follow two main scenarios: 1. The City of Boulder meets the goals through benefiting some individuals and not others. The focus is the end result, and not the means to get there. 2. The entire community benefit’s from meeting the goals. This scenario has an emphasis on the means (or the benefits to each individual) rather than only the end result of the goal. While both situations can successfully meet Boulder’s climate commitments, I am interested in advocating for the second scenario. I believe everyone in the community can benefit from strategic planning which incorporates equity into new policies and implementation. My analysis looks specifically at non-single occupancy vehicle (SOV) transportation programs in Boulder. I contacted and researched each program to gain an understanding of how they aim to meet certain needs for individuals. Each transportation option addresses different social rights which increase individuals access. Interestingly, I also found a feedback loop of how transportation routes are planned. Many locations to access transportation routes are based on existence of other access points. This creates a centralized transportation system where some regions of the city have more access to transportation options than other regions. This feedback loop, which I call “cyclic transportation planning,” highlights the necessity to plan critically and understand if Boulder is to reach the climate commitment goals, the transportation system will need to expand to reach critical populations who are currently excluded from many non-SOV transportation options. Within the literature, there is not a comprehensive report on transportation systems from a social rights perspective, nor is there information on cyclic transportation planning. This report contributes both of these components to existing transportation literature

Identificaçao do potencial evocado na estimulaçao cardíaca

Métodos para prevenir a perda de comando do marcapasso, através do reconhecimento do potencial evocado, via processamento eletrônico do sinal eletrocardiográfico (ECG), têm sido estudados com profundidade. Visam a detecçao da resposta inotrópica como um indicador das necessidades cardiovasculares e servem também como sinal de controle para o restabelecimento da resposta cronotrópica. Baseiam-se no mecanismo de controle fisiológico da condutância intracardíaca, que serve nao apenas como indicador da captura, mas também do índex inotrópico. Este permite o restabelecimento do controle da freqüência em um sistema de estimulaçao cardíaca de malha fechada, onde o cabo-eletrodo do marcapasso realiza a funçao de sensor. Os resultados clínicos obtidos em um estudo multicêntrico comprovaram as previsoes teóricas na alteraçao da freqüência de estimulaçao, comparando-a com informaçoes do sistema nervoso autônomo

Modelling the effects of land-use and land-cover change on water availability in the Jordan River region

Within the GLOWA Jordan River project, a first-time overview of the current and possible future land and water conditions of a major part of the Eastern Mediterranean region (ca. 100 000 km<sup>2</sup>) is given. First, we applied the hydrological model TRAIN to simulate current water availability (runoff and groundwater recharge) and irrigation water demand on a 1 km×1 km spatial resolution. The results demonstrate the scarcity of water resources in the study region, with extremely low values of water availability in the semi-arid and arid parts. Then, a set of four divergent scenarios on the future of water has been developed using a stakeholder driven approach. Relevant drivers for land-use/land-cover change were fed into the LandSHIFT.R model to produce land-use and land-cover maps for the different scenarios. These maps were used as input to TRAIN in order to generate scenarios of water availability and irrigation water demand for the region. For this study, two intermediate scenarios were selected, with projected developments ranging between optimistic and pessimistic futures (with regard to social and economic conditions in the region). Given that climate conditions remain unchanged, the simulations show both increases and decreases in water availability, depending on the future pattern of natural and agricultural vegetation and the related dominance of hydrological processes

Mechanisch-thermische Konversion von Agrarreststoffen zur Herstellung geformter Adsorbentien

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung geformter Adsorbentien aus den Agrarreststoffen Reisstroh und Bagasse. Dazu wurde eine neue Prozessroute entwickelt, anhand welcher die Ausgangsstoffe zunächst pelletiert und anschließend pyrolysiert werden. Ziel ist es ein Produkt mit hoher mechanischer Festigkeit (Ball Pan Hardness) > 80 % und spezifischer Oberfläche > 300 m2/g zu erzeugen. Dies ist durch die Auswahl geeigneter Mischungszusammensetzungen, die Anpassungen der Pelletierparameter und des Pyrolyseregimes möglich. Zusätzliche Aktivierungsschritte führen zu einer weiteren Verbesserung der spezifischen Oberfläche. Auf Basis der experimentellen Untersuchungen wurden mittels statistischer Methoden Einfluss- und Zielgrößen in Hinblick auf die anschließende empirische mathematische Modellentwicklung ausgewählt. Damit kann die spezifische Oberfläche anhand von validierten, nicht-linearen Regressionsmodellen mithilfe von Prozessparametern abgebildet werden kann.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Symbolverzeichnis 1 Einleitung 2 Grundlagen 2.1 Zusammensetzung und struktureller Aufbau biogener Reststoffe 2.1.1 Aufkommen biogener Reststoffe 2.1.2 Stoffliche Zusammensetzung biogener Reststoffe 2.1.3 Struktureller Aufbau biogener Reststoffe 2.2 Pelletierung biogener Rohstoffe 2.2.1 Wirkungsweise der Pelletierung 2.2.2 Stand der Forschung zur Einflussnahme auf die spezifischen Eigenschaften von Pellets aus biogenen Rohstoffen 2.3 Charakterisierung und Herstellung technischer Adsorbentien 2.3.1 Begriffsklärung, Einteilung und typische Eigenschaften technischer Adsorbentien 2.3.2 Stand der Forschung zu Wandlungsvorgängen und ihren Effekten bei der Herstellung kohlenstoffhaltiger Adsorbentien aus biogenen Rohstoffen 2.4 Ableitung der Aufgabenstellung zur Herstellung von geformten Adsorbentien aus Agrarreststoffen 3 Material und Methoden 3.1 Untersuchte biogene Reststoffe 3.2 Herstellung der Produkte und Begriffsklärung 3.2.1 Herstellung der Biomassepellets 3.2.2 Pyrolyse der biogenen Reststoffe und Pellets 3.2.3 Aktivierung der Biomassen und Formkohlen 3.3 Charakterisierung der Ausgangsstoffe, Zwischenprodukte und Produkte 3.3.1 Stoffliche Zusammensetzung 3.3.2 Mechanisch-physikalische Eigenschaften 3.3.3 Adsorptionsspezifische Eigenschaften 3.4 Vorgehensweise zur empirischen Modellentwicklung 3.5 Fehlerbetrachtung 4 Diskussion der experimentellen Ergebnisse 4.1 Charakterisierung der eingesetzten Rohstoffe 4.2 Auswahl geeigneter Mischungszusammensetzungen und Pelletierbedingungen zur Herstellung von Formkohlen 4.3 Einfluss der Pyrolysebedingungen auf die Eigenschaften der Formkohle 4.3.1 Einfluss des Pelletwassergehaltes auf die spezifische Oberfläche der Formkohlen 4.3.2 Einfluss des Pyrolyseregimes auf die spezifische Oberfläche der Formkohlen 4.4 Einfluss von Aktivierungsschritten auf die Eigenschaften der Formaktivkohlen 4.4.1 Einfluss der chemischen Aktivierung der Biomassen 4.4.2 Einfluss der Aktivierung der Formkohlen 5 Empirische mathematische Modellentwicklung 5.1 Auswahl relevanter Einflussgrößen und Zielgrößen für die empirische Modellentwicklung 5.2 Modellentwicklung zur Abbildung der spezifischen Oberfläche anhand ausgewählter Einflussgrößen 6 Zusammenfassung und Ausblick 7 Literatur 8 Anhang A. Recherche zur Zusammensetzung ausgewählter Agrarreststoff B. Übersicht über ausgewählte, wissenschaftliche Veröffentlichungen zur Herstellung von Biomassepellets C. Übersicht über ausgewählte, wissenschaftliche Veröffentlichungen zur Aktivierung von (pyrolysierten) Agrarreststoffen D. Übersicht über ausgewählte, wissenschaftliche Veröffentlichungen zur Herstellung (geformter) Kohlenstoffadsorbentien aus Reisstroh und Bagasse E. Übersicht über die Ball Pan Hardness und spezifische Oberfläche kommerziell erhältlicher Form(aktiv)kohlen F. Übersicht über die genutzten Messgeräte und die zugehörigen Messfehler G. Zusammensetzung der Aschen aus Bagasse und Reisstroh H. Übersicht über ausgewählte Charakteristika der hergestellten Formkohlen und kommerziell erhältlicher Produkt

Spray Conditioning for the Preparation of Spray Dried Submicron Particles

[EN] Particle size reduction down to the submicron range (0.1-1 µm) is an effective option to increase the bioavailability of low water soluble active pharmaceutical ingredients. According to the Nernst-Brunner equation, the preparation of submicron sized particles increases the specific surface area, thus increases the dissolution rate. Conventional spray drying devices for submicron particles show certain limitations. The main challenge is the preparation of small and uniform droplets during the atomisation step. In this work, fine droplets were generated combining a nozzle with a droplet separator. Therefore, the aerosol is generated with a pneumatic nozzle and is sprayed into a cyclone droplet separator. Depending on the characteristics of the cyclone, droplets larger than the cut-off-size were separated and returned into the liquid feed. The conditioned aerosol at the top of the cyclone separator can then be introduced into the drying chamber. With this concept the usable part is separated, thus no classification process after drying is necessary. The investigations show that the dependencies during atomisation of the droplets size on the liquid-to-gas mass flow ratio µm and the liquid properties (e.g. viscosity) do not apply to the separation step. The conditioned aerosol only depends on the separation characteristics of the cyclone droplet separator. However, the amount of droplets separated is determined by the atomisation step. Hence, the amount of droplets smaller than the cut-off-size can be increased by decreasing the droplet size of the primary aerosol. This is realised by secondary droplet fragmentation. An impact surface causes breakup of the droplets of the primary aerosol before separation. The investigations show an increased amount of droplets <2µm.Gorny, R.; Schaldach, G.; Walzel, P.; Thommes, M. (2017). Spray Conditioning for the Preparation of Spray Dried Submicron Particles. En Ilass Europe. 28th european conference on Liquid Atomization and Spray Systems. Editorial Universitat Politècnica de València. 162-166. https://doi.org/10.4995/ILASS2017.2017.4701OCS16216

Categorization of sprays by image analysis with convolutional neuronal networks

Spray characterization has been an issue for process and product characterization for decades. Because of this, a convolutional neuronal network was developed to determine the droplet size from spray images. The images were taken using a digital camera, a light source, and a dark room. These were subsequently employed to design and train a convolutional neuronal network using open-source software packages and a desktop computer. The accuracy of the network droplet size determinations was checked with additional, independent images. The median drop size was assessed with a high accuracy of more than 99.8 % as the mean spray performance indicator. Additionally, the droplet size distribution measurements from the neural network method deviated from those from the reference method (laser diffraction) by less than 1.5 %. Convolutional neuronal networks can be applied to determine the spray performance using spray cone images. This approach could be useful for multiple applications

Kataloge – Analysen – Texte

Bei den Griechen und Römern war es üblich, die Stunden, die den Zeitraum von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang unterteilten, an Sonnenuhren abzulesen. Es waren Messinstrumente, die von griechischen Wissenschaftlern ersonnen wurden. Sie offenbaren eine intensive Auseinandersetzung mit astronomischen Phänomenen, während ihre Ausführung den ihnen beigemessenen Sinn und Wert widerspiegelt. Kein anderes wissenschaftliches Instrument der Antike hat sich so häufig erhalten. Ihre Anzahl spiegelt die Wertschätzung der Innovation in der damaligen Gesellschaft wider. Dieser Doppelband stellt nicht nur einzelne Funde griechischer Sonnenuhren in Wort und Bild vor, sondern will darüber hinaus durch die Einbeziehung antiker Texte und Inschriften sowie antiker Abbildungen aufzeigen, wie die Sonnenuhr in das kulturelle Leben des Altertums eingebunden war. Dem schließt sich eine Betrachtung der mathematischen und astronomischen Grundlagen des Messinstruments und seiner Genauigkeit an. Der vorliegende Band II enthält zentrales Bild und Katalogmaterial zu den antiken Sonnenuhren Griechenlands. Der Schwerpunkt der Studie liegt dabei auf den griechischen Uhren, doch werden römische Exemplare und Abbildungen sowie lateinische Texte und Inschriften insbesondere bei Fragen nach dem Wissenstransfer mit herangezogen