Perus ja analyysimittaukset

Tiheyden määritys pyknometrillä

Tämän työn tarkoituksena on määrittää 1%-, 7%-, 12%- ja x%:sen natriumkloridi (NaCl) suolaliuoksien tiheydet pyknometriä käyttäen.

Tarvitsin työn suorittamiseen 4 tyhjää pyknometriä, ionivaihdettua vettä, suolaliuokset ja asetonia

Työn suoritus

Tyhjä pyknometri punnittiin ensin tyhjänä korkin kanssa, jonka jälkeen täytettiin vedellä aivan piri pintaan. Korkki laitettiin kiinni niin, että kaikki liika vesi valuu pois. Pyknometri punnittiin vedellä täytettynä korkin kanssa. Otin painot ylös.

Pyknometri huuhdeltiin 1 massaprosenttisella suolaliuoksella, täytettiin myös piripintaan, korkki kiinni ja punnittiin. Pyknometri huuhdeltiin aina eri vahvuuksisien suolaliuosten välissä, (näin vältetään näytteiden sekoittuminen, koska pyknometriin jää muuten aina vähän vettä joka vaikuttaa nesteen suolapitoisuuteen) ja punnitus suoritettiin jokaisesta liuoksesta. Otit painot ylös. Lopuksi pyknometrit huuhdeltiin asetonilla ja jätettiin kuivumaan ilman korkkia.

Tiheyden laskeminen

pyknometrin paino suolaliuoksella - pyknometrin paino tyhjänä
suolaliuoksen massa / suolaliuoksen tilavuus

p =   m       massa   
        V      tilavuus

Tein excelillä kuvaajan, jolla saan laskettua massaprosenttisuuden funktiona x% -suolaliuoksen massaprosentin perustuen 4 eri suolaliuoksen tiheyteen.

Yhtälön ratkaisu

Tuntemattoman x%:sen suolaliuoksen massaprosenttisuus, kun tiheys 1,013g/cm³ tiedettiin.

kuvaaja antaa kaavan y=0,0072*x+0,9982

y=0,0072*x+0,9982
1,013=0,0072*x+0,9982
1,013-0,9982=0,0072*x
x=(1,013-0,9982)/0,0072
x=2,055555
x= n. 2

Kokonaisprosessit

Oluen valmistus kattilamittakaavassa

Tuomas Siniluoto 21.11.2015


Opettelimme valmistamaan olutta kokonaisprosessit -kurssilla.

Tarvittavat raaka-aineet:
* vesijohtovesi
* maltaat
* humala
* hiiva (ALE 514)

Muut aineet ja välineet:
* lugolin reagenssi liuos (2g kaliumjodidia liuotetaan 100ml vettä ja lisätään 1g jodia)
* sitruunahappo
* kertakäyttöpipetti
* pH-paperi
* keittolevy
* kattila
* siivilä
* muovikauha
* kertakäyttömukeja
* lämpömittari
* muoviset käymisastiat

Aloitin mäskäyksen punnitsemalla tavallista mallasta 350g ja 50g suklaamallasta muovikulhoon ja mittasin kattilaan 2 litraa vesijohtovettä. Laitoin kattilan keittolevylle ja aloin lämmittämään vesijohtovettä tarvittavaan 67-69°C lämpötilaan. Seuraavaksi lisäsin maltaat kattilaan samalla sekoittaen ja tarkistin pH:n ottamalla mäskiä kertakäyttömukiin puolilleen ja kostutin mäskiliuoksessa pH-paperia. Sain pH:n arvoksi paperin väriä arvioidessani 5.5, joten sitruunahappoa en tarvinnut pH:n alentamiseen. Sekoitin maltaita n. 20 minuuttia samalla tarkkaillen lämpömittaria, että lämpötila pysyisi n. 68°C asteessa. Tämän jälkeen tein joditestin lugolin reagenssilla. Otin pienen määrän nestettä eli vierrettä kattilasta kertakäyttömukin pohjalle ja lisäsin kertakäyttöpipetillä muutamia pisoroita reagenssia. Väri muuttui hiukan harmaaksi eli kaikki tärkkelys ei ollut vielä muuttunut sokeriksi. Jatkoin mäskäystä vielä n. 15 minuuttia ja tein joditestin uudelleen. Nyt värissä ei tapahtunut muutosta, joten tärkkelys ehti muuttua sokeriksi ja lopetin mäskäyksen. Lämmitin n. 200ml vettä 75°C asteiseksi. Kaadoin vierteen siivilän läpi muovikulhoon ja kaadoin vielä siivilässä olevien maltaiden läpi 75°C asteisen veden. Laitoin siivilässä olevat maltaat jätepussiin ja pesin kattilan. Kaadoin vierteen eli suodoksen muovikulhosta takaisin pestyyn kattilaan. Seuraavaksi oli mahdollista aloittaa keitto.

Punnitsin 15g humalaa pieneen siiviläpussiin ja lisäsin siiviläpussin kattilaan. Keitin seosta avokattilassa 60 minuutin ajan. Kun seos alkoi kiehua, pienensin lämmitystehoa minimiin, jotta haihtuminen ei olisi liian suurta. Kattilaa ei saanut peittää, koska keiton aikana vierteestä haihtuu mm. asetaldihydiä ja keitto myös tappaa siinä olevat mahdolliset epäpuhtaudet. Keiton jälkeen steriloin astiat ja välineet kiehuvalla vedellä ja etanolilla paitsi kertakäyttömukit koska sterilointi tappaa hiivan jota tarvitsen käymiseen.

Tein muoviämpäriin jäävesihauteen ja laitoin kattilan vesihauteeseen jäähtymään huoneenlämpötilaan 20-22°C. Otin vierrettä kertakäyttömukiin puolilleen kun vierre oli jäähtynyt n. 38°C asteeseen. Mittasin jäähdytetystä vierteestä ominaispainon eli tiheyden Anton Paar -mittarilla. Punnitsin 1,5g hiivaa kertakäyttömukiin ja lisäsin hiivan mukiin, jossa on vierrettä. Annoin hiivan turvota mukissa 15 minuuttia. Tämän jälkeen lisäsin hiivan kattilaan ja kaadoin kattilassa olevan vierteen hitaasti steriloituun käymisastiaan. Suljin kannen ja lisäsin vesilukkoon hiukan vettä. Annoin oluen käydä jääkaapissa huoneenlämmössä ja pimeässä viikon ajan.

Viikon kuluttua mittasin ominaispainon ja pullotin oluen 2 steriloituun pulloon johon lisäsin kumpaankin jälkikäymissokeria 2,5g. Imien oluen lappoon ruiskua käyttäen ja lisäsin jälkikäymissokerin. Suljin pullot korkituslaitteella ja annoin oluen jälkikäydä jääkaapissa vielä viikon ajan.

Epäonnistuin tiheyden laskemisessa. En onnistunut saamaan oikeita tuloksia ja luulen että syy oli kiireessä ja Anton Paar mittariin oli jäänyt edellisen oppilaan vierrettä ja unohdin tyhjentää ja kalibroida mittarin. Oluen maussa oli aivan liikaa humalaa, joten 15g humalaa oli liikaa. Sain olueen suklaisen maun mitä halusinkin ja kyllähän se päähän meni! :)

Kokonaisprosessit

Tuulilasinpesunesteen valmistus

Tuomas Siniluoto 28.3.2016

Opettelimme valmistamaan 0,5 litraa tuulilasinpesunestettä. Tähän työhön tarvitsimme raaka-aineita:

* Denaturoitu etanoli (toimii liuottimena ja tekee pakkasenkestävyyden)
* Zetesol TP 300 (tensidi ja puhdistusaine)
* Ionivaihdettu vesi
* Propyleeniglykoli (estää jäätymistä alkoholin haihtumisen jälkeen)

Välineet:

* Moottorikäyttöinen sekoitin ja lapa
* Yläkuppivaaka
* Dekantterilaseja
* Kryoskopialaite

Työssä täytyi miettiä ja laskea kuinka paljon tarvitsen raaka-aineita kun teen tuulilasinpesunestettä yhteensä 500ml (0,5 L). Reseptissä ilmoitettiin ainemääräsuhteet massaprosenttien perusteella.

Valmistus:

Punnitsin raaka-aineet omiin dekantterilaseihin. Ensimmäisen osan etanolia punnitsin isompaan dekantterilasiin, johon sekoitan raaka-aineet moottorisekoitinta käyttäen. Sekoitin Zetesol TP 300 1. osaan etanolia. Jatkoin sekoittamista kunnes Zetesol TP 300 sekoittui täysin etanoliin. Tämän jälkeen lisäsin ionivaihdetun veden ja propyleeniglykolin. Sekoitin siihen saakka kunnes liuoksesta tuli täysin homogeenista. Lopuksi lisäsin 2. osan etanolia ja sekoitin homogeeniseksi.

Laatumääritykset:

Tein valmiista tuotteesta seuraavat laimennokset. Käytin laimennuksiin ionivaihdettua vettä. Mittasin valmistamieni laimennusten sekä tiivisteen pakkasenkestävyyden kryoskopialaitteella.

Tulokset:

Laimennustaulukko

Valmistamani tuulilasinpesuneste ja laimennukset kestivät hyvin pakkasta ja jäätymistä ei tapahtunut. Työ onnistui hyvin!

Perus ja analyysimittaukset

Höplerin viskosimetri

Viskosimetrin toiminta perustuu kuulan vierintään nesteellä täytetyssä putkessa. Pudotusputkea ympäröi vesivaippa, joka yhdistetään termostaattiin, jotta tutkittavan nesteen lämpötila pysyy vakiona. Viskositeetti eli juoksevuus riippuu lämpötilasta.

Viskosimetri täyttymässä kylmällä vedellä.
 Sisällä olevassa putkessa on shampoota, jonka
viskositeettia tutkin eri lämpötiloissa.

Viskosimetrin putki täytettiin shampoolla, mutta jätin tilaa putkeen n. 25mm että kuula mahtuu
hyvin sisään kun putki suljetaan. Lämpötila vaikuttaa viskositeettiin ja otin aikaa kuinka kauan
kuulalla kestää pudota tutkittavan nesteen läpi putken pohjaan.

Tulokset:

Huoneen lämpötilassa: 180s
Kylmässä vedessä: 116s
Kuumassa vedessä: 22s


Brookfieldin viskosimetri

Tässä työssä shampoon viskositeetti määritettiin kahdessa eri lämpötilassa. 22°C (huoneen lämpötila) ja 10°C. Täytin 2 100ml dekantterilasia shampoolla. Toisen dekantterilasin laitoin jäähauteeseen.
Brookfield -viskosimetri on vääntömomenttiin perustuva digitaalinen laite, johon määritetään sopivat anturi- ja nopeusasetukset.

Tulokset:

22°C mPas 18750 2,0 RPM 39,5%
10°C mPas 24090 2,0 RPM 51,2%

Ammattifysiikka

13.1.2016

Ensimmäisellä ammattifysiikan tunnilla kävimme läpi SI-järjestelmää, yksikkömuunnoksia ja harjoittelimme mekaniikan laskuja. Nopeutta, nopeuksien muuntamista, kiihtyvyyttä ja pyörimisliikettä. SI-järjestelmässä oli aika hyvin tuttua asiaa ja mekaniikan laskut lähtivät sujumaan kohtuullisen hyvin.

20.1.2016

Toisella kertaa jatkoimme pyörimisliikkeestä, mitä ei ehditty kovinkaan paljon käsitellä viime kerralla. Harjoittelimme laskemaan mm. kehänopeutta (v = πdn). Tutustuimme Newtonin lakeihin:

F = voima, N
1. laki, kappaleeseen ei vaikuteta F = 0
2. laki, (F = ma eli kappaleen massa x kiihtyvyys)
3. laki, voiman ja vastavoiman laki

Tutustuimme myös maan vetovoimaan (painovoimaan), keskipakovoiman laskemiseen (F = m x (v toiseen / r), kitkavoimaan, työhön, nostotyöhön, tehoon ja hyötysuhteeseen. Kitkavoiman laskeminen aiheutti jo haastetta, koska siinä piti käyttää paljon minulle uusia kaavoja. Muissa asioissa kaavojen soveltaminen onnistui hyvin.

Palaute opettajaharjoittelijalle: Opetus oli parempaa ja selkeämpää, kuin ensimmäisellä kerralla ja jokin alkukankeus oli kadonnut. :)

27.1.2016

Tällä ammattifysiikan tunnilla käsittelimme lämpötilaa, lämpölaajenemista, lämpöenergiaa ja olomuodon muutosta. Laskimme painetta (paine kuvaa voiman vaikutusta) ja hydrostaattista painetta (nesteen painosta johtuva paine).

Paine:

      F = mg (massa x maan putoamiskiihtyvyys)
p = -
      A = pinta-ala, johon voima kohdistuu

Hydrostaattinen paine:

     G       mg   pAhg
p = - =  = --- = -------
     A        A       A

p = tiheys, A = pinta-ala, V = tilavuus, h = nestepatsaan korkeus

Tutustuimme myös nosteeseen ja Boylen lakiin (kaasun paine ja tilavuus). Kun kaasun tilavuus pienenee, sen paine kasvaa. Kun tilavuus suurenee, paine laskee.

pV (kaasun paine x kaasun tilavuus)

Kertasimme lisäksi aiempien kertojen kaavoja ja teimme kirjan harjoituksia. Laskut sujuivat hyvin ja kaavoja oli jo helpompi käyttää.

3.2.2016

SÄHKÖOPPI KORVAUSTEHTÄVÄ

Tuomas Siniluoto 25.2.2016

Selitä mitä tarkoittavat sarja- ja rinnankytkentä. Mitä eroa niillä on?

•    Sarjakytkentä

-    Sarjakytkennällä saadaan jännite suuremmaksi

•    Rinnankytkentä

-    Rinnankytkennällä jännite pysyy samana, mutta sähkövirtaa riittää pidempään

Mitä tarkoittaa resistanssi?

Resistanssi (R) tarkoittaa ominaisuutta vastustaa sähkövirtaa. Esimerkiksi elektroninen komponentti, jonka tarkoituksena on synnyttää haluttu resistanssi, on vastus (resistori). Mitä pidempi johdin on, sitä enemmän syntyy vastusta sähkövirran kulkuun. Mitä paksumpi johto on, sitä vähemmän vastusta on virran kulussa. Tämä asia on minulle tuttua äänihommista eli mitä paksumpaa esimerkiksi johdinkaapeli kaiuttimiin on, saadaan haluttuun kohteeseen vietyä paremmin tehoa (watteja). Vaihtovirtavastusta nimitetään impedanssiksi (äänihommissa puhutaan kuormasta).

Miten toimit jos havaitset sähköstä aiheutuneen tapaturman?

Katkaise heti virta ja irrota autettava henkilö jännitteen vaikutuksesta vaarantamatta itseäsi ja muita. Et voi irrottaa henkilöä ilman eristävää välinettä (esim. laudanpätkä, naru tai vaate). Kosteaa ei missään tapauksessa! Suurjännitetapaturmissa joissa uhri on suurjännitteen vaikutusalueella, et voi aloittaa pelastustoimia ennen kuin sähköalan ammattihenkilö on katkaissut virran. Tarkista autettavan henkilön tila ja selvitä onko hän herätettävissä puhumalla tai ravistelemalla. Jos hän ei herää eikä reagoi käsittelyyn, huuda apua ja pyydä joku paikalla olevista tekemään hätäilmoitus numeroon 112. Jos olet yksin, tee hätäilmoitus itse. Säilytä malttisi ja puhu selvästi, kerro mitä on tapahtunut , mainitse sähkötapaturmasta ja kerro jos ihmisiä on vaarassa. Noudata kaikkia ohjeita ja älä katkaise puhelua ennen kuin saat siihen luvan.

Mistä syntyy kodin sähköturvallisuus?

Suuritehoisia sähkölaitteita ei saa liittää monipistokkeisiin jatkojohtoihin, koska perus Halpa-Halli –laatu kestää teoriassa vain max. 2400W eli 10 ampeeria. Kelalla oleva jatkojohto on suoristettava käytettäessä suuritehoisia laitteita, koska johto lämpenee kelassa. Jatkojohtoja ei saa kytkeä useita peräkkäin. Muihin huoneisiin ei saa vetää jatkojohdolla virtaa, koska ne voivat vahingoittua esim. ovia sulkiessa. Sähköjohtojen kuntoa täytyy tarkkailla, ettei niissä ole fyysistä vikaa. Sähkölaitteita ei suositella pidettävänä pistokkeessa jos niitä ei käytetä. Ollessasi kylvyssä tai suihkussa, älä kosketa sähkölaitetta! Vaatteita ei saa kuivata sähkölämmittimen päällä. Sähkölaitetta käyttäessä täytyy varmistua, että se on tarkoitettu Suomen sähköverkkoon (230V / 50Hz) ja käyttää niitä ohjeiden mukaan ja tarkkailla kuntoa ajan kuluessa.

Mitä sähkötöitä saat tehdä itse?

Esim. lampun vaihdot ja niiden kytkeminen pistokkeeseen tai sokeripalaan. Sähköasennustöitä ja -asennusten korjaus- ja huoltotöitä saavat lain mukaan tehdä vain sähköalan ammattilaiset. Tavallinen sähkönkäyttäjä voi tehdä ainoastaan pieniä töitä, jotka tietää varmasti osaavansa.

Miten toimit jos työpaikallasi havaitset rikkinäisen sähköjohdon tai sähkölaitteen?

Ilmoita siitä välittömästi vastaavalle henkilölle, jolla on pätevyys ja tehtävä työpaikalla vastata näistä asioista.

Biodieselin valmistus (esivalmistelu titrauksella)

Esivalmistelu titrauksella

Tuomas Siniluoto, 27.11.2015

1. Työn tarkoitus ja periaate
Tämän työn tarkoituksena oli selvittää titraamalla kuinka paljon katalyyttiä tarvitaan 1000ml öljyä neutraloimaan vapaat tyydyttymättömät rasvahapot. On tärkeää, että vapaiden rasvahappojen määrä selvitetään, koska ne reagoivat emäskatalyytin (NaOH) kanssa muodostaen rasvahappojen alkalisuoloja (saippuaa) ja vettä. Tämä kuluttaa käytettävää katalyyttiä ja voi heikentää biodieselin valmistuksessa tapahtuvaa esterisaantoa.

Saippuoitumisreaktio

2. Työn suoritus
Titrausta varten täytyi valmistaa 0,1 massa-% NaOH liuos. Opettaja teki tämän meille valmiiksi ajan säästämiseksi. Täytin 50ml byretin NaOH -liuoksella, tarkistin määrän ja valutin ylimääräiset pois. Seuraavaksi pipetoin 10ml metanolia ja 1ml öljyä 50ml erlenmeyerpulloon. Sekoitin muutaman minuutin magneettisekoittajaa käyttäen. Tämän jälkeen pipetoin muutaman tipan fenoliftaleenia (toimii indikaattorina) metanolin ja öljyn seokseen. Sekoitin hetken aikaa. Nyt on mahdollista aloittaa titraus.

Asetin NaOH -liuosta sisältävän byretin statiiviin kiinni. Byretin alle asetin metanolia, öljyä ja fenoliftaleenia sisältävän erlenmeyerpullon. Aloin valuttamaan byretistä NaOH -liuosta tipottain erlenmeyerpulloon ja sekoittaen samalla sisältöä magneettisekoittimella. Väri pullossa alkoi muuttumaan vähitellen vaaleanpunaiseksi. Tässä vaiheessa pienensin byretistä liuoksen valumisnopeutta, että tipat valuvat hitaammin. Annoin muutamien tippojen vielä valua ja väri pullossa pysyi vaaleanpunaisena n. 17s ajan. Työ suoritettiin vetokaapissa.

3. Välineet ja laitteet 

50ml erlenmeyerpullo, 50ml byretti, statiivi, magneettisekoitin, 2 pipettiä, 0,1 massa-% NaOH -liuos, öljy ja metanoli.

4. Tulokset

Natriumhydroksidiliuosta kului 1,3ml ekvalenttipisteen saavuttamiseen, joten biodieselin 1000ml valmistukseen tarvitsen 4,8g kiinteää natriumhydroksidia.

5. Tulosten tarkastelu
Uskon, että tulos on luotettava.

6. Itsearviointi työstä
Työ meni hyvin ja sitä oli mielenkiintoista tehdä. Opin ymmärtämään, mitä titraus tarkoittaa ja mitä sillä haetaan.

DS Smith

Historia

DS Smith Plc on maailmanlaajuinen johtava pakkausalan yritys. Se perustettiin Englantiin David Salomon Smithin toimesta vuonna 1940 kartongin valmistukseen. Yritys listautui Lontoon pörssiin vuonna 1986. Samana vuonna DS Smith osti St. Regis Paper Companyn ja 1988 Kensleyn paperitehtaan, jotka valmistavat paperia yrityksille. Vuonna 1991 omistukseen siirtyi Kaysersberg Packaking ja Spicers vuonna 1993, joka on toimistotuotteiden tukkumyyjä. Vuonna 1996 John Dickinson (kirjekuori valmistaja) ja 2004 valmistui kauppa Linpac Containersista, joka on aaltopahvipakkausten valmistaja. Heinäkuussa 2011 se myi Spicersin 200 miljoonalla punnalla. DS Smith Plc osti ruotsalaisen SCA:n Heinäkuun alussa vuonna 2012. Kauppahinnan arvioidaan olevan noin 1,6 miljardia euroa. Toukokuussa 2015 DS Smith Group hankki omistukseensa Duropackin noin 300 miljoonalla eurolla.

Toimiala

Yhtiön toimialana on aaltopahvi-, kartonki- ja solumuovituotteiden, pakkauskoneiden ja

-järjestelmien, kirjapaino- ja kirjansitomoalaan kuuluvien töiden tuonti, valmistus ja myynti.
DS Smith valmistaa asiakkaan tarpeen mukaan räätälöityjä pakkauksia ja on tunnettu pakkausten ensiluokkaisesta muotoilusta ja paikallisesta palvelusta lähellä asiakasta. Heidän tuotevalikoimaan kuuluvat kuljetuspakkaukset, kuluttajapakkaukset, myynninedistämistuotteet ja teollisuuspakkaukset. DS Smith tuottaa yli 10 miljardia pakkausta vuodessa. Yhtiöllä on täysi kierrätyspalvelu ja heidän tuotteet on tehty kierrätetyistä kuiduista ja ovat 100% kierrätettäviä.

Mottona on "The Power of Less".

Toiminta Suomessa

DS Smithillä on Suomessa tehtaat kuudella paikkakunnalla. Tampereella, Nummelassa, Kuopiossa, Viialassa, Turussa ja Iissä.