AGRIS - 

2023

Ziganshin, B.G. | Shajkhieva, K.I. | Stepanova, S.V. | Galimova, R.Z. | Bajgil'deeva, E.I.

Investigations were carried out in the Republic of Tatarstan, the Volga Federal District. The process of adsorption of Cu2+, Ni2+and Zn2+ ions by crushed native and modified of pea pod shells (PPS) has been studied. The PPSs were modified in 3% solutions of sulfuric acid and sodium hydroxide. The data on the elemental analysis of native and modified sorption materials under study are presented. The techniques for obtaining adsorption isotherms of heavy metal ions under study and for treatment by modifying solutions are provided. Adsorption isotherms are constructed within the framework of dependencies A (sorption capacity, mmol/g) – Ср (equilibrium concentration of a metal ion in solution). The obtained adsorption isotherms were processed within the framework of the Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich models. The regression equations and approximation coefficients of the obtained adsorption isotherms are determined. It has been revealed that in the vast majority of cases, the adsorption isotherms of Cu2+, Ni2+and Zn2+ ions by native and modified PPSs are described most accurately by the Freundlich model, which demonstrates the course of adsorption on the active sites on the surface of the sorption material with a large sorption capacity. There have been determined thermodynamic parameters of adsorption processes, such as Gibbs free energy (delta Go) and activation energy in adsorption (Еа), which values in the range (-40 less delta G less 0 kJ/mol) and (0 less E less 8 kJ/mol) represent the course of physical adsorption in all cases. An increase in sorption characteristics of modified samples of PPSs is determined by an increase of modifiers in the surface area, a decrease in their crystallinity, and an increase in the number of oxygen-containing functional groups due to partial hydrolysis of biopolymers that make up the PPS matrix. | Исследования проводили в Республике Татарстан Приволжского федерального округа. Исследован процесс адсорбции ионов Cu2+, Ni2+и Zn2+ измельченными нативными и модифицированными оболочками стручков гороха (ОСГ) посевного. Модификация оболочек стручков гороха проводилась в 3%-х растворах серной кислоты и гидроксида натрия. Приведены данные по элементному анализу нативных и модифицированных исследуемых сорбционных материалов. Приведены методики по получению изотерм адсорбции исследуемых ионов тяжелых металлов и обработки модифицирующими растворами. Построены изотермы адсорбции в рамках зависимостей А (сорбционная емкость, ммоль/г) – Ср (равновесная концентрация иона металла в растворе). Полученные изотермы адсорбции обработаны в рамках моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, Темкина и Дубинина-Радушкевича. Определены уравнения регрессии и коэффициенты аппроксимации полученных изотерм адсорбции. Выявлено, что в подавляющем большинстве случаев изотермы адсорбции ионов Cu2+, Ni2+и Zn2+ нативными и модифицированными ОСГ наиболее точно описываются моделью Фрейндлиха, что указывает на протекание адсорбции на активных центрах на поверхности сорбционного материала, обладающих большой сорбционной емкостью. Определены термодинамические параметры процессов адсорбции, такие как энергия Гиббса (дельта Go) и энергия активации адсорбции (Еа), значения которых в интервале (-40 меньше дельта G меньше 0 кДж/моль) и (0 меньше E меньше 8 кДж/моль) свидетельствуют о протекании во всех случаях физической адсорбции. Увеличение сорбционных характеристик модифицированных образцов ОСГ обусловлено увеличением площади поверхности модификатов, снижением их кристалличности, повышением количества функциональных кислородсодержащих группировок за счет частичного гидролиза биополимеров, входящих в состав матрицы ОСГ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Yakovleva, O.V.

The issue of resistance to aluminum toxicity of soils is very relevant for the cultivated type of barley. The area of acidic soils in Russia is about forty percent of the total area of arable land, so the toxicity of aluminum is one of the main factors that reduce the yield of barley. The study of wild relatives of the main crops, including barley, is of considerable interest for the development of stress-resistant cultivars. Wild barley Hordeum spontaneum K. Koch has biological characteristics similar to the cultivated H. vulgare L., grows in various ecogeographic zones, and is well adapted to local soil and climate conditions. All this makes it possible to use it as a new donor of source material for breeding high-yielding cultivars adapted to certain environmental conditions. The objective of this work was to search for H. spontaneum genotypes highly resistant to ionic (Al3+) toxicity. One hundred accessions of H. spontaneum from the collection of the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (known as VIR) were examined. The resistance of barley accessions to toxic aluminum ions was studied at the early stages of plant development by the root test method (185 mcМ Al3+, pH 4.0) with the calculation of root and sprout length indices. The studied fragment of the wild barley collection demonstrated broad genetic diversity in terms of resistance to phytotoxic aluminum ions. Laboratory assessment allowed us to identify barley genotypes differing in the reaction of their roots and sprouts at the early phases of ontogenesis. The identified genotypes with a high level of resistance to ion stress can be used as a valuable source of genetic material to improve existing cultivars and develop new ones by introgression of foreign resistance genes. | Для культивируемого вида ячменя проблема устойчивости к алюминиевой токсичности почв весьма актуальна. В России площадь кислых почв составляет около 40% от общей площади пашни, поэтому токсичность алюминия является одним из основных факторов, снижающих урожайность ячменя. Изучение диких родичей основных с.-х. культур, в том числе и ячменя, представляет значительный интерес для создания стрессоустойчивых сортов. Дикий ячмень Hordeum spontaneum K. Koch имеет схожие биологические признаки с культурным H. vulgare L., произрастает в различных эколого-географических зонах, хорошо адаптирован к местным почвенно-климатическим условиям. Все это позволяет использовать его как новый источник исходного материала для селекции высокоурожайных, адаптированных к условиям внешней среды сортов. Цель работы – поиск высокоустойчивых генотипов H. spontaneum к ионной (Al3+) токсичности. Исследовали 100 образцов H. spontaneum из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР). Устойчивость образцов ячменя к токсичным ионам алюминия изучали на ранних этапах развития растений методом корневого теста (185 мкM Al3+, pH 4,0) с определением индексов длины корня и ростка. Изученный фрагмент коллекции дикого ячменя отличается большим генетическим разнообразием по уровню устойчивости к фитотоксичным ионам алюминия. Лабораторная оценка ячменя позволила выделить генотипы, различающиеся по реакции корня и ростка на ранних фазах онтогенеза. Выделенные генотипы с высоким уровнем устойчивости к ионному стрессу можно использовать как ценный источник генетического материала для улучшения уже существующих сортов и создания новых путем интрогрессии чужеродных генов устойчивости.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Okorkov, V.V.

In model laboratory experiments (in columns having height of 60 cm and inner diameter of 4.5 cm), the mechanisms of interaction between lime-containing fertilizers, gypsum and combination of them and the absorbing complex of soddy-podzolic soils of varying degrees of acidity and aggregation were established. It is shown that the decrease in soil acidity when using dolomite powder (DP) occurs due to the neutralization of its agents (H+ and A13+ ions) by hydroxyl (OH-) ions formed during alkaline hydrolysis of carbonate ions of dissolving ameliorant. Instead of neutralized H+ and A13+ ions, Ca2+ and Mg2+ ions become exchange cations. On strongly and very strongly acidic weakly aggregated soils, in which the bulk of H+ and A13+ ions are located on the outer surface of the absorbing complex, the binding of acidity agents with hydroxyl ions occurs at a low concentration of Ca2+ and Mg2+ ions in the liquid phase (several mg-eq/l). The use coefficient of full DP norm (equivalent to hydrolytic acidity) was 0.75-0.80, the hydrolysis of carbonate ions proceeded along both stages, the effect of the ameliorant was observed in the layer of its application. On more aggregated strongly, medium and slightly acidic soils, the exchange ions H+ and A13+ located on the outer surface of soil aggregates also are neutralized by OH- ions at a low concentration of the liquid phase. Hydrolysis of carbonate ions proceeded mainly at the 1st stage, and the utilization factor of DP decreased to 0.5-0.6. Intraaggregate H+ and A13+ ions were displaced from the SAC by high concentrations of divalent cations (several tens of mg-eq/l) formed during gypsum dissolution. When DP and gypsum were used together, the displaced ions (Н+, Al3+) were also bound by hydroxyl ions due to an increase in the hydrolysis degree of DP carbonate ions. The combined use of lime-containing ameliorants and gypsum on more aggregated soils allows improving the acidic properties deeper than the layer of their application and increasing the utilization rate of lime ameliorant. | В модельных лабораторных опытах (в колонках высотой 60 см диаметром 4,5 см) установлены механизмы взаимодействия известьсодержащих удобрений, гипса и их сочетаний с поглощающим комплексом дерново-подзолистых почв разной степени кислотности и агрегированности. Показано, что снижение кислотности почв при применении доломитовой муки (ДМ) происходит за счет нейтрализации ее агентов (ионы Н+ и А13+) ионами гидроксила (ОН-), образующимися при щелочном гидролизе карбонат-ионов растворяющегося мелиоранта. Взамен нейтрализованных ионов Н+ и А13+ обменными катионами становятся ионы Са2+ и Mg2+. На сильно- и очень сильнокислых слабо агрегированных почвах, в которых основная часть ионов Н+ и А13+ расположена на внешней поверхности поглощающего комплекса, связывание агентов кислотности ионами гидроксила происходит при низкой концентрации в жидкой фазе ионов Са2+ и Mg2+ (несколько мг-экв/л). Коэффициент использования полной дозы ДМ (эквивалентной гидролитической кислотности) равнялся 0,75-0,80, гидролиз карбонат-ионов протекал по обеим ступеням, действие мелиоранта наблюдали в слое его внесения. На более агрегированных сильно-, средне- и слабокислых почвах обменные ионы Н+ и А13+, расположенные на внешней поверхности почвенных агрегатов, также нейтрализуются ионами ОН- при низкой концентрации жидкой фазы. Гидролиз карбонат-ионов протекал преимущественно по 1-й ступени, а коэффициент использования ДМ снижался до 0,5-0,6. Внутриагрегатные ионы Н+ и А13+ вытеснялись из ППК высокими концентрациями двухвалентных катионов (несколько десятков мг-экв/л), образующимися при растворении гипса. При совместном применении ДМ и гипса вытесненные ионы (Н+, Al3+) также связывались ионами гидроксила за счет роста степени гидролиза карбонат-ионов ДМ. Совместное использование известьсодержащих мелиорантов и гипса на более агрегированных почвах позволяет улучшать кислотные свойства глубже слоя их внесения и повышать коэффициент использования известкового мелиоранта.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022 | 2021

Vilchez Melo, Juan Carlos | Miglio Toledo de Rodríguez, Rosa María

Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ingeniería Agrícola. Departamento Académico de Ordenamiento Territorial y Construcción | El presente proyecto de trabajo de suficiencia profesional muestra el trabajo realizado en el Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) en el marco del proyecto de investigación: 093 PI en el Centro Experimental La Molina, financiado por el Programa Nacional de Innovación Agraria (PNIA) entre mayo del 2016 y diciembre del 2019.

Show more [+]

Less [-]

Universidad Nacional Agraria La Molina - Peru

2021

Mironenko, I.M., Siberia Research and Development Inst. of Cheese Making, Barnaul

An analysis of the works disclosing the role of ionic calcium in the processes of transforming milk components during its processing has been carried out. A hypothesis has been put forward concerning some aspects of the functioning of ionic calcium and native milk proteases during the formation of rennet clots. It has been shown that after exposure to rennet, calcium exchange between the water phase of milk and intramicellar fluid affects the conversion of native milk proteases localized in micelles into an active state. Ionic calcium activates intramicellar enzymatic processes by the conformation of protein fractions, primarily beta-casein. Conformational changes are carried out by cleavage of end fragments from protein molecules, bringing them into a reactive state (similar to the mechanism of the transition of fibrinogen to active fibrin in the blood coagulation system). In particular, the effect of plasmin on beta-casein leads to the rupture of peptide bonds with the formation of gamma-caseins and phosphopeptides, which subsequently form the proteose-peptone fraction of cheese whey. Aggregation of paracasein micelles occurs due to the formation of new bonds on their surface. First, loosely bound small clusters of paracasein micelles are formed due to the release of activated beta-casein from them.As the intermolecular bonds increase, the growth and compaction of clusters occurs, and it is they, and not individual chains, that form the three-dimensional spatial structure of the rennet gel. The proposed hypothesis is confirmed by well-known technological facts and the results of our own research. | Проведен анализ работ, раскрывающих роль ионного кальция в процессах трансформации компонентов молока при его переработке. Выдвинута гипотеза, касающаяся некоторых аспектов функционирования ионного кальция и нативных протеаз молока при формировании сычужных сгустков. Показано, что после воздействия сычужного фермента кальциевый обмен между водной фазой молока и внутримицеллярной жидкостью оказывает влияние на перевод нативных протеаз молока, локализованных в мицеллах, в активное состояние. Ионный кальций активирует внутримицеллярные ферментативные процессы по конформации белковых фракций, в первую очередь - бета-казеина. Конформационные изменения осуществляются путем отщепления от белковых молекул концевых фрагментов, приводя их в реакционно-активное состояние (по типу механизма перехода фибриногена в активный фибрин в системе свертывания крови). В частности, действие плазмина на бета-казеин ведет к разрыву пептидных связей с образованием гамма-казеинов и фосфопептидов, формирующих в дальнейшем протеозо-пептонную фракцию подсырной сыворотки. Агрегация параказеиновых мицелл происходит за счет возникновения новых связей на их поверхности. Сначала образуются слабосвязанные мелкие кластеры параказеиновых мицелл за счет выхода из них активированного бета-казеина. По мере увеличения межмолекулярных связей происходят рост и уплотнение кластеров, и именно они, а не отдельные цепочки, образуют трехмерную пространственную структуру сычужного геля. Предложенная гипотеза подтверждена известными технологическими фактами и результатами собственных исследований.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Shelekhova, N.V. | Shelekhova, T.M. | Skvortsova, L.I. | Poltavskaya, N.V., All-Russia Research and Development Inst. of Food Biotechnology, Moscow

An express method for determining the mass concentration of ammonium, potassium, calcium, sodium, magnesium cations in alcoholic beverages by capillary electrophoresis has been developed. Analysis duration is 6–7 minutes; sample preparation is not required. The technique can be used to study the composition of grain distillates, process water, whiskey, and rum. Studies were carried out to identify and quantify ammonium, potassium, calcium, sodium, magnesium cations in alcoholic beverages. More than 50 electrophoregrams were obtained in experimental studies. Based on the analysis of experimental data, it was shown that all the studied drinks have the same qualitative composition of cations, however, the quantitative composition varies significantly. It was found that the mass concentration of cations in the studied whiskey samples is: ammonium 0.38–3.02 mg/dm3; potassium 0.14–24.44; calcium 0.16–3.24; sodium 2.50–41.77; magnesium 0.08–0.91 mg/dm3. It was revealed that sodium prevails in the composition, which makes up 54–77% of the total number of identified ions. The ionic composition of grain distillates and process water, which have a significant effect on the composition of whiskey, is studied. As a percentage of the total number of identified ions in the process water, sodium accounts for 42–80%, calcium 2–22, potassium 2–10, ammonium 2–17, magnesium 2–9%. It was found that the mass concentration of cations in the studied grain distillates is in the range: for ammonium 0.22–1.15 mg/dm3; potassium 0.15–8.20; calcium 0.30–2.87; sodium 0.45–9.77; magnesium 0.08–0.80 mg/dm3. The developed technique compares favorably with quickness, high accuracy, lack of sample preparation, low consumption of reagents, low cost of analysis and allows monitoring technological processes for the production of alcoholic beverages, revealing patterns, studying the dynamics of the ionic composition during aging and blending, formulating identification criteria in order to identify counterfeit products. | Разработана экспресс-методика определения массовой концентрации катионов аммония, калия, кальция, натрия, магния в спиртных напитках методом капиллярного электрофореза. Продолжительность анализа 6–7 мин, пробоподготовка не требуется. Методика может быть использована для изучения состава зерновых дистиллятов, технологической воды, виски, рома. Проведены исследования по идентификации и количественному определению катионов аммония, калия, кальция, натрия, магния в спиртных напитках. При проведении экспериментов получено более 50 электрофореграмм. На основании их анализа показано, что все исследованные напитки имеют идентичный качественный состав катионов, однако количественный состав существенно различается. Установлено, что массовая концентрация катионов в исследованных образцах виски составляет: аммония 0,38–3,02 мг/дм3; калия 0,14–24,44; кальция 0,16–3,24; натрия 2,50–41,77; магния 0,08–0,91 мг/дм3. В составе превалирует натрий, доля которого составляет 54–77% от общего количества идентифицированных ионов. Исследован ионный состав зерновых дистиллятов и технологической воды, которые оказывают значимое влияние на состав виски. В процентном соотношении к общему количеству идентифицированных ионов в технологической воде на долю натрия приходится 42–80%, кальция - 2–22, калия - 2–10, аммония - 2–17, магния - 2–9%. Установлено, что массовая концентрация катионов в исследованных зерновых дистиллятах находится в интервале: для аммония 0,22–1,15 мг/дм3; калия 0,15–8,20; кальция 0,30–2,87; натрия 0,45–9,77; магния 0,08–0,80 мг/дм3. Разработанная методика выгодно отличается скоростью, высокой точностью, отсутствием пробоподготовки, малым расходом реактивов, низкой стоимостью анализа и позволяет осуществлять мониторинг технологических процессов производства спиртных напитков, выявлять закономерности, изучать динамику ионного состава в процессе выдержки и купажирования, сформулировать критерии идентификации в целях выявления фальсифицированной продукции.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Shelekhova, N.V. | Shelekhova, T.M. | Skvortsova, L.I. | Poltavskaya, N.V., All-Russia Research and Development Inst. of Food Biotechnology, Moscow

Разработка методик идентификации химического состава спиртных напитков обладает высокой значимостью, так как контроль их качества помогает сохранить здоровье населения России. Цель исследования – разработка и апробация новых инструментальных методик определения химического состава виски. На основе методов газовой хроматографии и капиллярного электрофореза разработаны новые экспрессные методики анализа, отличающиеся простотой, надежностью, высокой точностью. С применением разработанных методик исследовано 11 образцов виски производства Ирландии, Шотландии и России. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют об эффективности применения разработанных методик для определения химического состава виски. Методом газовой хроматографии установлено, что во всех исследованных образцах присутствуют ацетальдегид, этилацетат, метанол, 1-пропанол, изобутанол, 1-бутанол, изоамилол, уксусная кислота. В большинстве образцов обнаружены ацетон, этилформиат, 2-пропанол, изоамилацетат, этиллактат, фурфурол, этилкаприлат, 2-фенилэтанол. В двух образцах обнаружены 2-бутанол, 1-пентанол, этилкапринат. Показано, что массовая концентрация компонентов летучих органических примесей варьирует в широких пределах, общая сумма идентифицированных примесей находится в диапазоне 1236–5737 мг/дм3. Методом капиллярного электрофореза установлено, что во всех исследованных образцах виски присутствуют аммоний, калий, кальций, натрий, магний, суммарное содержание катионов варьирует в диапазоне 4,6–32,5 мг/дм3. Найдены отличия в составе летучих органических примесей и катионов виски, которые объясняются химическими реакциями, происходящими в ходе технологических процессов производства. Для выработки объективных критериев выявления фальсификаций виски необходимо детально изучить изменения летучих органических примесей и катионного состава в процессе производства виски. | A development of methods for chemical composition of alcoholic beverages identifying is very important, because their quality control helps to keep population of Russia healthy. The research purpose is new instrumental methods and tests development for chemical composition of whiskey identification. On the base of gas chromatography and capillary electrophoresis new methods of express analysis have been elaborated. They are simple, reliable and high accurate. 11 whiskey samples produced in Ireland, Scotland and Russia were examined by developed methods. The obtained experimental data show an effectiveness of the developed methods for chemical composition of whiskey determining. Acetaldehyde, ethyl acetate, methanol, 1-propanol, isobutanol, 1-butanol, isoamilol, and acetic acid were detected in all experimental samples by gas chromatography. Most samples contained acetone, ethylformate, 2 propanol, isoamyl acetate, ethyl lactate, furfural, ethylcaprinate and 2 phenylethanol. 2 butanol, 1 pentanol and ethylcaprinate were found in 2 samples. It was shown that the mass concentrations of organic volatile compounds are varying in widely range. The total identified amount of organic volatile compounds is in the range of 1236–5737 mg/dm3. It was found by the capillary electrophoresis that all whiskey samples contain ammonium, potassium, calcium, sodium, and magnesium. The total cation content is in the range of 4.69–32.5mg/dm3. The differences were found in the organic volatile compounds and whiskey cation compositions. It can be explained by chemical reactions occurring during production processes. It is necessary to inspect the variability of organic volatile compounds and cation contents in the whiskey production process more particularly to develop objective criteria of whiskey adulteration.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Chambergo Centurión, Angel Javier | Casas Díaz, Andrés Virgilio

Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Agronomía. Departamento Académico de Horticultura | El objetivo de la presente investigación fue determinar el efecto de iones ferrato sobre la producción y concentración de metales pesados en el cultivo de lechuga, debido a un aumento en la contaminación de aguas de riego agrícola afectando la inocuidad de los alimentos. Se instaló un ensayo en el periodo agosto a octubre del 2019 en el lote 19 del Centro Experimental La Molina del Instituto Nacional de Innovación Agraria. El diseño experimental usado fue un Diseño de Bloques Completamente al Azar con cuatro repeticiones. Se regaron las plantas con diferente concentración de iones ferrato en el agua: 0; 21 y 42 ml/m3 ; manteniendo en capacidad de campo a través de un tensiómetro instalado en las parcelas. Se evaluaron características de rendimiento (Tn/ha) y de calidad externa: peso, número de hojas, altura, diámetro de cabeza y porcentaje de materia seca, así como la concentración de metales pesados en hojas de lechuga: As, Cd, Cr y Pb. Los resultados muestran un mejor rendimiento y mejores características de calidad con ninguna concentración de iones ferrato en el agua, mientras que a mayor concentración de iones ferrato sí reduce la concentración de metales de As y Cr en lechuga, pero no de Cd y Pb. Se concluye que los iones ferrato aplicados en el agua de riego al cultivo de lechuga, bajo las condiciones de La Molina, no es conveniente, en términos de producción. | The objective of the present investigation was to determine the effect of ferrate ions on the production and concentration of heavy metals in lettuce cultivation, due to an increase in the contamination of agricultural irrigation waters affecting food safety. A trial was installed in the period August to October 2019 in lot 19 of the La Molina Experimental Center of the National Institute of Agricultural Innovation. The experimental design used was a Completely Random Block Design with four repetitions. Plants with different concentrations of ferrate ions in the water were watered: 0; 21 and 42 ml / m3 ; maintaining in field capacity through a tensiometer installed in the plots. Performance characteristics (Tn / ha) and external quality were evaluated: weight, number of leaves, height, head diameter and percentage of dry matter, as well as the concentration of heavy metals in lettuce leaves: As, Cd, Cr and Pb. The results show better performance and better quality characteristics with no concentration of ferrate ions in the water, while the higher concentration of ferrate ions does reduce the concentration of As and Cr metals in lettuce, but not Cd and Pb. It is concluded that ferrate ions applied in irrigation water to lettuce cultivation, under La Molina conditions, is not convenient, in terms of production.

Show more [+]

Less [-]

Universidad Nacional Agraria La Molina - Peru

2020

Adrian, L.R., Riga Technical Univ.

A relative newcomer to the energy storage market, the Lithium Ion Hybrid Super Capacitor is a novel technology breaking new ground in the technology sector. The (LIC) or (LIHC) is fast evolving as the missing link between the Electric Double Layer Capacitor (EDLC) and the Lithium Ion Battery (LIB), being a distinct hybrid of the two technologies. The LIHC combines both energy and power with far longer life and safety features. The use of LIHC capacitors has already woven itself into many industry applications including but not limited to hybrid vehicles, remote area charging solutions, energy harvesting and storage and communications technologies. Mass deployment of LIHCs seems inevitable given the uptake in design processes with the pros outweighing the cons and with higher volume production increasing rapidly. In this paper we will model the Lithium Ion Capacitor characteristics and explore how they perform against an equivalent rival, the standard EDLC with specific focus on the instantaneous initial charge performance of Lithium Ion Capacitors compared to the other. The focus of this study model is the behaviour of a standard EDLC Super-capacitors Equivalent Series Resistance, “ESR” versus an LIHC Super-capacitor “ESR” of comparable specification in the initial seconds of state of charge.

Show more [+]

Less [-]

Fundamental Library of Latvia University of Life Sciences and Technologies - Latvia

2020

Zúñiga-Gutiérrez, Jordan Josué | Masís-Meléndez, Federico

Proyecto Final de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Química, 2020 | En Costa Rica el tanque séptico es la alternativa de tratamiento individual más extendida para tratar las aguas residuales ordinarías y a su vez la construcción de campos de drenaje como sistemas de disposición en el subsuelo se ha popularizado como una opción de disposición para este tipo de aguas residuales. Costa Rica es un país con una amplia cobertura de suelos arcillosos, lo cual afecta directamente la capacidad del campo de drenaje de realizar una disposición satisfactoria de las aguas residuales. La contaminación asociada a iones del ciclo del nitrógeno especialmente al nitrato y su lixiviación es preocupante debido a que este es altamente soluble en agua y es transportado con facilidad por la lluvia a través del suelo hasta los acuíferos, lo cual afecta directamente la calidad de una de las principales fuentes de agua potable del país ocasionando cierres técnicos y escasez en diversas comunidades; lo mencionado es de vital importancia en un país donde recientemente se declaró el acceso al agua como un derecho humano. A raíz de lo anterior este proyecto propone y evalúa el funcionamiento de tres diseños de zanjas de percolación, con un enfoque en la mitigación del transporte de nitratos, nitritos y amonio en un subsuelo urbano con la finalidad de implementar campos de drenaje que aporten un nivel de tratamiento adicional y con esto disminuir el impacto ambiental de estos en los ecosistemas. Las principales diferencias entre las 3 zanjas de percolación construidas corresponden al lecho con el que se construyeron y las concentraciones de nitrato encontradas en sus lixiviados. Se alimentó el efluente de dos unidades interceptoras que tratan aguas residuales ordinarias en una tasa de 0,30 m3/m2 día. Para la zanja de percolación 1 se utilizó piedra cuarta ( 25,00 – 4,75 mm) y se observaron concentraciones de nitrato en un rango que va desde concentraciones menores a 0,1 mg/L hasta 394 ± 32 mg/L, la zanja de percolación 2 se construyó con piedra quintilla ( 9,50 – 2,36 mm) y presentó concentraciones menores a 0,1 mg/L hasta 15 ± 1 mg/L y para la zanja de percolación 3 se utilizó una combinación de arena ( 4,75 – 0,15 mm) y biocarbón ( 38,10 – 3,35 mm) para la cual se obtuvieron concentraciones que se encontraban desde valores menores a 0,1 mg/L hasta 107 ± 13 mg/L. Luego de los análisis respectivos se observó que la zanja de percolación 1 poseía problemas de lixiviación de nitrato en concentraciones superiores a las consideradas como nocivas para la salud humana de acuerdo a la OMS (44 mg/L) y a la legislación costarricense (valor alerta de 25 mg/L y valor máximo admisible de 50 mg/L), en la zanja de percolación 3 las concentraciones también superaron estos límite y se presentaron problemas de colmatación en el lecho de percolación asociado al uso de la arena. La zanja de percolación 2 presento los mejores resultados con concentraciones de nitrato menores a los valores de referencia nacionales e internacionales y no se observaron problemas asociados a la capacidad de recibir y disponer el agua residual en el subsuelo. Debido a estos hallazgos el lecho utilizado en la zanja de percolación 2 se propone como el lecho adecuado a utilizar en un campo de drenaje que funcionara tanto como medio de disposición final de las aguas residuales provenientes de los tanques sépticos y que también aportara un nivel de tratamiento adicional reduciendo la contaminación por nitratos y otros iones del ciclo del nitrógeno en el subsuelo y las aguas subterráneas. | In Costa Rica, the septic tank is the most widely used individual treatment alternative to treat ordinary wastewater and the construction of drainage fields as underground disposal systems has become popular as a disposal option for this type of wastewater. Costa Rica is a country with a wide coverage of clay soils, which directly affects the capacity of the drainage field to make a satisfactory disposal of wastewater. The contamination associated with ions of the nitrogen cycle, especially nitrate and its leaching, is worrying because nitrate is highly soluble in water and is easily transported by rain through the soil to the aquifers. Affecting the quality of one of the main drinking water sources in the country causing technical closings and therefore shortages of drinking water in various communities; the aforementioned is of vital importance in a country where access to water was recently declared a human right.. As a result of that, this project proposes and evaluates the operation of three percolation trench designs, focusing on mitigating the transport of nitrates, nitrites and ammonia in an urban subsoil in order to implement drainage fields that provide a minimum level of treatment and with this decrease the environmental impact of these systems on the ecosystems. The main differences between the 3 percolation trenches built correspond to the percolation bed in with which they were built, and the nitrate concentrations found in their leachates. The effluent from two interceptor units that treat ordinary wastewater was fed at a rate of 0,30 m3/m2 day. Coarse gravel (25,00 – 4,75 mm) was used for percolation trench 1 and nitrate concentrations were observed in a range from less than 0,1 mg/L to 394 ± 32 mg/L , percolation trench 2 was constructed with fine gravel (9,50 – 2,36 mm) and present concentrations ranging from less than 0,1 mg/L to 15 ± 1 mg/L and for percolation trench 3 a combination of sand (4,75 – 0,15 mm) and biochar (38,10 – 3,35 mm) was used for which concentrations ranging from values less than 0,1 mg / L to 107 ± 13 mg/L were obtained. After the respective analyses, it was observed that percolation trench 1 had nitrate leaching problems in concentrations higher than those considered harmful to human health according to the WHO (44 mg/L) and Costa Rican legislation (alert value of 25 mg/L and maximum admissible value of 50 mg/L), in percolation trench 3 the concentrations also exceeded this limit and there were problems of clogging in the percolation bed associated with the use of sand. Percolation trench 2 presented the best results with nitrate concentrations lower than national and international reference values and no problems associated with the ability to receive and dispose of residual water in the subsoil were observed. Due to these findings, percolation trench 2 is proposed as the structure of a drainage field that would function as a means of final disposal of wastewater from septic tanks and that would also provide a minimum level of treatment, reducing nitrate contamination and other ions of the nitrogen cycle in the subsoil and groundwater.

Show more [+]

Less [-]

Tecnológico de Costa Rica - Costa Rica