Selecting the most relevant variables for anaerobic digestion imbalances : Two case studies

In this study, a wrapper approach was applied to objectively select the most important variables related to two different anaerobic digestion imbalances, acidogenic states and foaming. This feature selection method, implemented in artificial neural networks (ANN), was performed using input and output data from a fully instrumented pilot plant (1 m 3 upflow fixed bed digester). Results for acidogenic states showed that pH, volatile fatty acids, and inflow rate were the most relevant variables. Results for foaming showed that inflow rate and total organic carbon were among the relevant variables, both of which were related to the feed loading of the digester. Because there is not a complete agreement on the causes of foaming, these results highlight the role of digester feeding patterns in the development of foaming

II Congreso español de gestión integral de deyecciones ganaderas : Barcelona, 9-10 de junio 2010. International workshop on anaerobic digestion of slaughterhouse waste : Barcelona, 11 junio 2010

La fuerte demanda de alimentos que ha tenido lugar a nivel mundial en los últimos años, ha provocadoun cambio en los sistemas de producción agraria y para el caso de la ganadera se ha pasado de lastípicas explotaciones extensivas ligadas al terreno a las granjas intensivas, en donde se ha incrementadola carga ganadera, bien aumentando el número de cabezas en pastoreo o mediante la construcción degranjas intensivas sin suelo

Disseny i optimització metològica de sistemes telemàtics interactius per a la millora de la docència universitària : l'entorn BSCW i nous recursos docents

Aquest projecte de dos anys de durada, ha tingut com a objectius: el disseny i la creació de recursos multimèdia, així com, l’optimització de metodologies d'aplicació de sistemes telemàtics interactius per a la millora de la docència universitària. Com a entorn telemàtic s’ha utilitzat la plataforma de treball cooperatiu BSCW (Basic Support for Cooperative Work). S'ha dissenyat i produït un recurs multimèdia enfocat a l'alumnat de l'assignatura troncal Ciències naturals i la seva didàctica de la diplomatura de Mestre d'Educació Primària, que porta per títol 'Alimentació i nutrició humanes i la seva didàctica’ i es pot consultar a: http://www.ub.edu/didactica_ciencies/mqd06/. Aquest material està format per dues unitats: a) Alimentació i nutrició; b) L'ensenyament-aprenentatge de la digestió humana des d'una perspectiva constructivista. Les unitats s'han orientat a la millora de la formació inicial dels futurs mestres i tenen un enfocament de clar caire constructivista, amb exercicis interactius de detecció de concepcions alternatives, així com organitzadors previs, posteriors nodes expositius i d'obtenció d'informació, exercicis interactius destinats al canvi conceptual i una interactivitat d'avaluació final amb un cert caràcter sumatiu. Cada unitat es tanca amb un mapa conceptual dels continguts tractats. La metodologia emprada en la seva elaboració és una evolució de la que l'equip de la Universitat Pompeu Fabra va encetar en la web ‘Aracné. Ciència en xarxa’: http://www.edu365.com/aulanet/aracne/ (usuari i contrasenya: guest100), i va perfeccionar a 'Idees i vincles en el segle XX. La ciència': http://www.xtec.es/aulanet/seglexx/ (cal permetre que s'obrin finestres emergents), en ambdós casos hi ha col·laborat professorat del nostre grup d'innovació docent de la UB.

Eliminació autotròfica de nitrogen en una pila biològica (microbial fuel cells )

L’aigua i l’energia formen un binomi indissociable. En relació al cicle de l’aigua, des de fa varies dècades s’han desenvolupat diferents formes per recuperar part de l’energia relacionada amb l’aigua, per exemple a partir de centrals hidroelèctriques. No obstant, l’ús d’aquesta aigua també porta associat un gran consum energètic, relacionat sobretot amb el transport, la distribució, la depuració, etc... La depuració d’aigües residuals porta associada una elevada demanda energètica (Obis et al.,2009). En termes energètics, tot i que la despesa elèctrica d’una EDAR varia en funció de diferents paràmetres com la configuració i la capacitat de la planta, la càrrega a tractar, etc... es podria considerar que el rati mig seria d’ aproximadament 0.5 KWh•m-3.Els principals costos d’explotació estan relacionats tant amb la gestió de fangs (28%) com amb el consum elèctric (25%) (50% tractament biològic). Tot i que moltes investigacions relacionades amb el tractament d’aigua residual estan encaminades en disminuir els costos d’operació, des de fa poques dècades s’està investigant la viabilitat de que l’aigua residual fins i tot sigui una font d’energia, canviant la perspectiva, i començant a veure l’aigua residual no com a una problemàtica sinó com a un recurs. Concretament s’estima que l’aigua domèstica conté 9.3 vegades més energia que la necessària per el seu tractament mitjançant processos aerobis (Shizas et al., 2004). Un dels processos més desenvolupats relacionats amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica és la digestió anaeròbia. No obstant, aquesta tecnologia permet el tractament d’altes càrregues de matèria orgànica generant un efluent ric en nitrogen que s’haurà de tractar amb altres tecnologies. Per altre banda, recentment s’està investigant una nova tecnologia relacionada amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica: les piles biològiques (microbial fuel cells, MFC). Aquesta tecnologia permet obtenir directament energia elèctrica a partir de la degradació de substrats biodegradables (Rabaey et al., 2005). Les piles biològiques, més conegudes com a Microbial Fuel Cells (acrònim en anglès, MFC), són una emergent tecnologia que està centrant moltes mirades en el camp de l’ investigació, i que es basa en la producció d’energia elèctrica a partir de substrats biodegradables presents en l’aigua residual (Logan., 2008). Els fonaments de les piles biològiques és molt semblant al funcionament d’una pila Daniell, en la qual es separa en dos compartiments la reacció d’oxidació (compartiment anòdic) i la de reducció (compartiment catòdic) amb l’objectiu de generar un determinat corrent elèctric. En aquest estudi, bàsicament es mostra la posada en marxa d'una pila biològica per a l'eliminació de matèria orgànica i nitrogen de les aigües residuals.

Creació d'un consorci de microorganismes per l'eliminació de fòsfor a partir de fonts de carboni alternatives

L'existència d’una font de carboni adequada per l’eliminació biològica de fòsfor, és un factor decisiu per l'eliminació de fòsfor de les aigües residuals urbanes. Per a les aigües residuals amb baix contingut d'àcids grassos volàtils és necessària l’addició d’alguna font de carboni externa. El metanol és la font de carboni més utilitzada en processos a EDAR (p.ex. desnitrificació), degut al seu baix cost. Malgrat això, varis estudis proven que per l’eliminació biològica de fòsfor, aquest, no és una bona alternativa. En aquest estudi es desenvolupa un consorci amb la biomassa de digestió anaeròbia i biomassa acumuladora de polifosfat (PAO). El propòsit del consorci és la degradació de metanol en AGV, per obtenir l'activitat EBPR. A més, aquest estudi mostra la viabilitat de substituir en el consorci el metanol per altres fonts de carboni.

Study of chemical modification of alkaline lignin by the glyoxalation reaction

In this study, glyoxalated alkaline lignins with a non-volatile and non-toxic aldehyde, which can be obtained from several natural resources, namely glyoxal, were prepared and characterized for its use in wood adhesives. The preparation method consisted of the reaction of lignin with glyoxal under an alkaline medium. The influence of reaction conditions such as the molar ratio of sodium hydroxide-to-lignin and reaction time were studied relative to the properties of the prepared adducts. The analytical techniques used were FTIR and 1H-NMR spectroscopies, gel permeation chromatography (GPC), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA). Results from both the FTIR and 1H-NMR spectroscopies showed that the amount of introduced aliphatic hydroxyl groups onto the lignin molecule increased with increasing reaction time and reached a maximum value at 10 h, and after they began to decrease. The molecular weights remained unchanged until 10 h of reaction time, and then started to increase, possibly due to the repolymerization reactions. DSC analysis showed that the glass transition temperature (Tg) decreased with the introduction of glyoxal onto the lignin molecule due to the increase in free volume of the lignin molecules. TGA analysis showed that the thermal stability of glyoxalated lignin is not influenced and remained suitable for wood adhesives. Compared to the original lignin, the improved lignin is reactive and a suitable raw material for adhesive formula

Tensile strength characteristics of polypropylene composites reinforced with stone groundwood fibers from softwood

The behavior of stone groundwood / polypropylene injection-molded composites was evaluated with and without coupling agent. Stone groundwood (SGW) is a fibrous material commonly prepared in a high yield process and mainly used for papermaking applications. In this work, the use of SGW fibers was explored as a reinforcing element of polypropylene (PP) composites. The surface charge density of the composite components was evaluated, as well as the fiber’s length and diameter inside the composite material. Two mixing extrusion processes were evaluated, and the use of a kinetic mixer, instead of an internal mixer, resulted in longer mean fiber lengths of the reinforcing fibers. On the other hand, the accessibility of surface hydroxyl groups of stone groundwood fibers was improved by treating the fibers with 5% of sodium hydroxide, resulting in a noticeable increase of the tensile strength of the composites, for a similar percentage of coupling agent. A new parameter called Fiber Tensile Strength Factor is defined and used as a baseline for the comparison of the properties of the different composite materials. Finally the competitiveness of stone groundwood / polypropylene / polypropylene-co-maleic anhydride system, which compared favorably to sized glass-fiber / polypropylene GF/PP and glass-fiber / polypropylene / polypropylene-co-maleic anhydride composite formulations, was quantified by means of the fiber tensile strength factor

Assessment of microbial community structure changes by amplified ribosomal DNA restriction analysis (ARDRA)

Amplified ribosomal DNA restriction analysis (ARDRA) is a simple method based on restriction endonuclease digestion of the amplified bacterial 16S rDNA. In this study we have evaluated the suitability of this method to detect differences in activated sludge bacterial communities fed on domestic or industrial wastewater, and subject to different operational conditions. The ability of ARDRA to detect these differences has been tested in modified Ludzack-Ettinger (MLE) configurations. Samples from three activated sludge wastewater treatment plants (WWTPs) with the MLE configuration were collected for both oxic and anoxic reactors, and ARDRA patterns using double enzyme digestions AluI+MspI were obtained. A matrix of Dice similarity coefficients was calculated and used to compare these restriction patterns. Differences in the community structure due to influent characteristics and temperature could be observed, but not between the oxic and anoxic reactors of each of the three MLE configurations. Other possible applications of ARDRA for detecting and monitoring changes in activated sludge systems are also discussed

Obtenció d'estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purins de vaca

Actualment a Catalunya existeixen zones amb importants limitacions per l’aplicació de purins al sòl, pel que és imprescindible trobar alternatives de gestió i tractament que permetin l’aprofitament adequat dels recursos continguts a les dejeccions ramaderes sense afectar el medi. La digestió anaeròbia és una de les tècniques utilitzades en el tractament de les dejeccions ramaderes. L’efluent líquid que s’obté d’aquest tractament no modifica el contingut de nitrogen i fòsfor i per tant ha de ser gestionat correctament. L’objectiu general d’aquest projecte és avaluar la precipitació d’estruvita (sal de magnesi, amoni i fosfat) com una alternativa de gestió de l’efluent líquid d’una planta de digestió anaeròbia i compostatge que tracta dejeccions ramaderes conjuntament amb altres residus orgànics. S’han avaluat els efectes dels diferents paràmetres operacionals en la formació d’estruvita (pH, temperatura, velocitat d’agitació, alcalinitat), mitjançant assaigs en discontinu amb solució sintètica. A continuació s’ha procedit a obtenir estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purí (FLD), en assaigs en discontinu per estudiar l’efecte del contingut de matèria orgànica i sòlids Totals (ST), així com el contingut en fosfats i el pH de reacció. Finalment, s’han optimitzat els paràmetres de procés en continu, mitjançant la posada en marxa d’un reactor a escala de laboratori i estudi de l’efecte de la velocitat d’agitació i de la introducció del stripping de CO2, tant amb solució sintètica com amb la fracció líquida digerida del purí. Dels resultats obtinguts es pot concloure que els factors que tenen una major influència en el procés d’obtenció d’estruvita són el pH (el pH òptim es situa al voltant de 9), i la presència de matèria orgànica i sòlids ens suspensió, que interfereix de forma quantitativa i qualitativa en la formació de l’estruvita. En el procés en continu s’ha aconseguit reduccions d’un 84% i 98% d’amoni i fòsfor respectivament, obtenintse estruvita que pot ser utilitzada com a fertilitzant d’alliberació lenta. Es pot concloure que la precipitació d’estruvita és una bona alternativa per millorar la gestió de les dejeccions ramaderes alhora que permet recuperar nutrients i tancar cicles. La combinació amb un tractament previ que elimini la matèria orgànica, com podria ser la digestió anaeròbia, i una separació de fases, per eliminar els sòlids en suspensió, es presenta com una configuració amb molts avantatges.

SSCP-polymorphism in intron 12 of the CFTR gene recognized by BclI

Source/Description: SSCP analysis of intron 12 of the CFTR gene from PCR products showed an extra band in several DNA samples. Sequencing of the additional fragment extra band revealed a T- A change in the position 1898 + 152 of CFTR (Fig. 1). The change is a polymorphism which can be identified by SSCP or by BclI digestion...

Measurement of total estrone content in foods. Application to dairy products.

Estrone is a powerful growth-inducing hormone that is present in milk, mainly in the form of fatty acid esters, at concentrations that promote growth in experimental animals. We present here a method useful for the measurement of this natural hormone in foods and applied it to several common dairy products. Samples were frozen, finely powdered, and lyophilized then extracted with trichloromethane/methanol; the dry extract was saponified with potassium hydroxide. The free estrone evolved was extracted with ethyl acetate and was used for the estimation of total estrone content through radioimmunoassay. Application of the method to dairy products showed high relative levels of total estrone (essentially acyl-estrone) in milk, in the range of 1 ¿M, which were halved in skimmed milk. Free estrone levels were much lower, in the nanomolar range. A large proportion of estrone esters was present in all other dairy products, fairly correlated with their fat content. The amount of estrone carried by milk is well within the range, where its intake may exert a physiological response in the sucklings for which it is provided. These growth-inducing and energy expenditure-lowering effects may affect humans ingesting significant amounts of dairy products.

Use of recovered frying oils in chicken and rabbit feeds: effect on the fatty acid and tocol composition and on the oxidation levels of meat, liver and plasma

The addition of some fat co- and by-products to feeds is usual nowadays; however, the regulations of their use are not always clear and vary between countries. For instance, the use of recycled cooking oils is not allowed in the European Union, but they are used in other countries. However, oils recovered from industrial frying processes could show satisfactory quality for this purpose. Here we studied the effects of including oils recovered from the frying industry in rabbit and chicken feeds (at 30 and 60 g/kg, respectively) on the fatty acid (FA) and tocol (tocopherol + tocotrienol) compositon of meat, liver and plasma, and on their oxidative stability. Three dietary treatments (replicated eight times) were compared: fresh non-used oil (LOX); oil discarded from the frying industry, having a high content of secondary oxidation compounds (HOX); and an intermediate level (MOX) obtained by mixing 50 : 50 of LOX and HOX. The FA composition of oil diets and tissues was assessed by GC, their tocol content by HPLC, the thiobarbituric acid value was used to assess tissue oxidation status, and the ferrous oxidation-xylenol orange method was used to assess the susceptibility of tissues to oxidation. Our results indicate that FA composition of rabbit and chicken meat, liver and plasma was scarcely altered by the addition of recovered frying oils to feed. Differences were encountered in the FA composition between species, which might be attributed mainly to differences in the FA digestion, absorption and metabolism between species, and to some physiological dietary factors (i.e. coprophagy in rabbits that involves fermentation with FA structure modification). The α-tocopherol (αT) content of tissues was reduced in response to the lower αT content in the recovered frying oil. Differences in the content of other tocols were encountered between chickens and rabbits, which might be attributable to the different tocol composition of their feeds, as well as to species differences in the digestion and metabolism of tocols. Tissue oxidation and susceptibility to oxidation were in general low and were not greatly affected by the degree of oxidation of the oil added to the feeds. The relative content of polyunsaturated fatty acids/αT in these types of samples would explain the differences observed between species in the susceptibility of each tissue to oxidation. According to our results, oils recovered from the frying industry could be useful for feed uses.

Histopathological evaluation of root canal filling materials for primary teeth

This study aimed to assess the response of apical and periapical tissues of dogs¿ teeth after root canal filling with different materials. Forty roots from dogs¿ premolars were prepared biomechanically and assigned to 4 groups filled with: Group I: commercial calcium hydroxide and polyethylene glycol-based paste (Calen®) thickened with zinc oxide; Group II: paste composed of iodoform, Rifocort® and camphorated amonochlorophenol; Group III: zinc oxide-eugenol cement; Group IV: sterile saline. After 30 days, the samples were subjected to histological processing. The histopathological findings revealed that in Groups I and IV the apical and periapical regions exhibited normal appearance, with large number of fibers and cells and no resorption of mineralized tissues. In Group II, mild inflammatory infiltrate and mild edema were observed, with discrete fibrogenesis and bone resorption. Group III showed altered periapical region and thickened periodontal ligament with presence of inflammatory cells and edema. It may be concluded that the Calen paste thickened with zinc oxide yielded the best tissue response, being the most indicated material for root canal filling of primary teeth with pulp vitality.

Selenium uptake by edible plants from enriched peat.

As a constituent of selenoproteins, selenium (Se) is considered an essential element for human health.The main way that Se enters the body is via the consumption of vegetables, whose concentration of thiselement depends on soil Se content. We grew cabbage, lettuce, chard and parsley, in peat enriched in Seby means of the additive Selcote Ultra®and Na2SeO3and Na2SeO4. Total Se in plants was determinedby acidic digestion and Se speciation by an enzymatic extraction. Both were measured by ICP/MS. Theconcentration ranges were between 0.1 mg Se kg−1and 30 mg Se kg−1for plants grown in Selcote Ultra®media, and between 0.4 mg Se kg−1and 1606 mg Se kg−1for those grown in peat enriched with Se sodiumsalts. We found Se (IV), Se (VI) and SeMet in all the extracts. Peat fortified with Selcote Ultra®gave slightlyhigher Se concentration than natural content values. For plants grown with selenium sodium salts, Secontent increases with the Se added and part of the inorganic Se was converted mainly to SeMet. A highSe fortification can damage or inhibit plant growth. Cabbage showed the greatest tolerance to Se.

Libro de Actas II Congreso Español de Gestión Integral de Deyecciones Ganaderas

Postprint (published version)