Μία από τις σημαντικότερες αποθέσεις λιγνίτη της Δυτικής Τουρκίας εντοπίζεται στην λεκάνη της Mugla. Η λεκάνη της Mugla αποτελείται από δύο τάφρους ΒΔ-ΝΑ διεύθυνσης, οι οποίες χωρίζονται από μία πλατιά έξαρση του υποβάθρου, δημιουργώντας τις υπολεκάνες του Yatağan και του Milas. Η εμφάνιση του υποβάθρου αποτελείται στα νότια από τα Λυκκιακά καλύμματα, τα οποία περιλαμβάνουν ένα σύμπλεγμα πετρωμάτων ωκεάνιας και ηπειρωτικής προέλευσης και στα βόρεια από μεταμορφωμένα πετρώματα, όπως σχιστόλιθοι, γνεύσιοι, αμφιβολίτες, και μάρμαρα της Μάζας Menderes. Η παρούσα εργασία εστιάζει στο λιγνίτη της περιοχής Milas και τα στερεά παραπροϊόντα καύσης του (ιπτάμενη τέφρα και τέφρα εστίας) από τις περιοχές Yeniköy, Yatağan και Kemerköy της Τουρκίας. Σκοπός της μελέτης είναι η εκτίμηση της κινητικότητας των ιχνοστοιχείων κατά την εκμετάλλευση του λιγνίτη για ηλεκτροπαραγωγή και κατά την αποθήκευση και διάθεση των στερεών παραπροϊόντων της καύσης του στην περιοχή Mugla της Τουρκίας. Αντικείμενο της εργασίας αποτέλεσε η γεωχημική μελέτη του λιγνίτη και των παραπροϊόντων του, καθώς και η χημική μελέτη των διαλυμάτων που προέκυψαν κατά την απόπλυσή τους σε συνθήκες pH 5 και 8,5. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε μία σειρά εργαστηριακών αναλύσεων, που περιλαμβάνουν την προσεγγιστική και στοιχειακή ανάλυση, την ανθρακοπετρογραφική εξέταση, καθώς και τις ορυκτολογικές αναλύσεις όλων των δειγμάτων. Στα πλαίσια των εργαστηριακών αναλύσεων, προσδιορίστηκε η υγρασία, η τέφρα, η περιεκτικότητα σε πτητικά συστατικά, καθώς και η περιεκτικότητα των C, H, N και S του λιγνίτη και των παραπροϊόντων του, ο μόνιμος άνθρακας, η θερμαντική ικανότητα και η ανακλαστικότητα του λιγνίτη. Οι συγκεντρώσεις των ιχνοστοιχείων στον λιγνίτη, την ιπτάμενη τέφρα και την τέφρα εστίας προσδιορίστηκαν με τη χρήση του οργάνου ELAN 6100 Perkin Elmer®. Τα στοιχεία, που προσδιορίστηκαν είναι τα Αg, As, B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Hf, Hg, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, U, V και Zn. Σύμφωνα με τις περιεκτικότητες των ιχνοστοιχείων του λιγνίτη και των παραπροϊόντων της καύσης του εκτιμήθηκε η κινητικότητά τους κατά την καύση με τον υπολογισμό του συντελεστή εμπλουτισμού (R.E.). Πολύ μικρό συντελεστή εμπλουτισμού και κατά συνέπεια έντονη πτητικότητα παρουσιάζουν τα στοιχεία As, Cd, Mo, Pb και Sr. Μέτρια πτητικότητα εμφανίζουν τα Ag, B, Cr, Ni, U, V, Zn, ενώ όλα τα υπόλοιπα έχουν μικρή πτητικότητα, καθώς συμμετέχουν στο τμήμα των παραπροϊόντων που παραμένει στην τέφρα των ατμοηλεκτρικών σταθμών. Ακολούθως, έλαβαν χώρα πειράματα έκπλυσης των ιχνοστοιχείων από το λιγνίτη και τα παραπροϊόντα του σε συνθήκες pH 5 και 8,5, ούτως ώστε να προσδιοριστεί η κινητικότητα τους, με τη βοήθεια του Ποσοστού Σχετικής Έκπλυσης (RML) και της Έντασης έκπλυσης (Ιl). Τα αποτελέσματα των παραπάνω έδειξαν ως πιο κινητικά ιχνοστοιχεία σε συνθήκες pH 5 και 8,5, στο λιγνίτη τα As, B, Mn, Sr, στην ιπτάμενη τέφρα τα Cr, Li, Mo και Sr, και στην τέφρα εστίας τα Li, Mo, Sr. Προκειμένου να προσδιοριστεί η γεωχημική συγγένεια των ιχνοστοιχείων στα «ως έχει» δείγματα του λιγνίτη και των παραπροϊόντων καύσης του, αλλά και να περιγραφεί η συμπεριφορά τους κατά τη διάρκεια της έκπλυσής τους σε διαφορετικές τιμές pH, πραγματοποιήθηκε στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων της στοιχειακής ανάλυσης. Ειδικότερα, στα αποτελέσματα των στοιχειακών αναλύσεων και των τιμών έκπλυσης των ιχνοστοιχείων όλων των δειγμάτων ξεχωριστά για pH 5 και pH 8,5, καθώς και των ορυκτών της ιπτάμενης τέφρας και της τέφρας εστίας εφαρμόστηκε η μέθοδος της παραγοντικής ανάλυσης R-τύπου. / One of the most important lignite deposits of Western Turkey is located in the basin of Mugla. The Mugla basin consists of two NW-SE direction grabens, which are separated by a wide rise of the basement that creates the sub-basins of Yatağan and Milas. Southern, the basement is consisted of the Lyccian nappes, which contain a cluster of ocean and continental origin rocks, while northern is consisted of metamorphic rocks, such as schists, gneiss, amphibolites and marbles of the Menderes Mass. The present study focuses on the lignite of Milas region and its combustion solid by-products (fly ash and bottom ash) from Yeniköy, Yatağan and Kemerköy areas in Turkey. The purpose of this study is to estimate the mobility of elements and trace elements in the exploitation of the lignite deposits for generating power in the region of Mugla in Turkey. The object of the present study lies in the geochemical study of lignite and its combustion products and in the determination of the mobility of trace elements during the combustion of lignite and the leaching of lignite and its by-products, under pH 5 and 8.5 conditions. In addition, several laboratory analyses are performed, including the proximate and the elemental analysis, the coal-petrographical examination and the mineralogical analysis of all samples. During these laboratory analyses are determined the moisture, the ash, the content of volatile components and the content of C, H, N and S of lignite and lignite combustion products the permanent carbon, the calorific value and the reflectivity of lignite. The contents of trace elements in lignite, in fly ash and in bottom ash are determined using an ELAN 6100 Perkin Elmer ® instrument. The elements, which were identified, are Ag, As, B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Hf, Hg, Li, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, U, V and Zn. According to the trace elements contents of lignite and its combustion products, the mobility during combustion was determined using the Enrichment Factor (RE). Very low rate of enrichment and thus, strong volatility, have the elements As, Cd, Mo, Pb and Sr. Medium volatility is being observed in the elements Ag, B, Cr, Ni, U, V, Zn, while all the rest have low volatility due to their existence in the part of the lignite co-products that remain in the ash of the Thermal Power Plants. Furthermore, leaching experiments under pH 5 and 8.5 conditions took place to estimate the mobility of trace elements from lignite and its by-products using the Relative Mass Leached (RML) and Leaching Intensity (Ιl). The above results, under pH 5 and 8.5 conditions, indicate as more mobile trace elements in the lignite the elements As, B, Mn, Sr, in the fly ash the elements Cr, Li, Mo and Sr, and in the bottom ash the elements Li, Mo, Sr. In order to determine the geochemical affinity and the mode of occurrence of trace elements in the samples of lignite and its combustion by-products and to describe their behavior during the leaching at different pH conditions, a statistical process of the elemental analysis results is performed. In particular, the methodology of factor analysis R-type is used in the elemental analysis results, in the leaching values of trace elements of all samples, separately for pH 5 and pH 8,5 and in the fly ash and the bottom ash minerals.

New technologies, such as an efficient vapor-compression evaporator, a stationary lime kiln (SLK), and the MixAlco process, compelled us to re-evaluate methods for producing sugar from cane. These technologies allow more water and lime to be used, and they add more value to bagasse. Extracting and preserving the sugars, and lime pretreating the bagasse to enhance biodigestibility, all at the same time in a pile, was demonstrated to be unfeasible; therefore, sugar extraction must occur before lime treating the bagasse. Sugar extraction should occur countercurrently by lixiviation, where liquid moves in stages opposite to the soaked bagasse (megasse), which is conveyed by screw-press conveyors that gently squeeze the fiber in each stage, improving extraction. The performance of a pilot-scale screw-press conveyor was tested for dewatering capabilities and power consumption. The unoptimized equipment decreased megasse moisture from 96 to 89%. Simulation of the process suggested that eight stages are necessary to achieve 98% recovery from typical sugarcane. The cumulative power for the screw-press conveyor system was 17.0±2.1 hp•h/ton dry fiber. Thin raw juice preserved with lime for several months showed no sucrose degradation and no quality deterioration, except for reducing sugar destruction. The lime loading needed for 1-year preservation is 0.20 g Ca(OH)2/g sucrose. Shorter times require less lime. After preservation, the juice was carbonated and filtered, and the resulting sludge pelletized. Due to their high organic content, the pellets were too weak for calcination temperatures used in the SLK. The organics must be decreased prior to pelletization and sodium must be supplemented as a binding agent. Long-term lime pretreatment of bagasse showed two delignification phases: bulk (rapid) and residual (slow). These were modeled by two simultaneous first-order reactions. Treatments with air purging and higher temperatures (50 – 57oC) delignified more effectively, especially during the residual phase, thus yielding higher cellulase-enzyme digestibilities after 2 – 8 weeks of treatment. At temperatures > 60oC, pure oxygen purging is preferred. Fresh bagasse was of better quality than old bagasse. Treatment with NaOH yielded a larger bulk delignification phase than Ca(OH)2. Long-term lime pulping of bagasse was unsuitable for copy-quality paper, but it was appropriate for strawboard and other filler applications.

Ligand-gated ion channels play an important role in electrochemical signal transduction across diverse organisms, yet their structural and functional intricacies are not fully understood. Particularly lacking is the knowledge of their response to variations in pH, an aspect necessary for understanding their physiological relevance and potential therapeutic targeting in neurological diseases. In this thesis project, I have investigated the mechanistic response of sTeLIC, a recently reported prokaryotic member of the pentameric ligand-gated ion channel family, to different environmental conditions. Using molecular dynamics simulations, a total of 16 different environmental conditions have been explored including variations in pH (neutral and alkaline), the presence and absence of calcium, and the inclusion of an electric field acting as an external driving force on charged atoms. The results reveal a comprehensive pH-sensing and gating mechanism involving key residues, notably E106 (on the β6 strand) and E160 (on loop F), and their local microenvironments. Additionally, an inhibitory mechanism for calcium is proposed, with E160 playing an important role. The simulations including an electric field has provided support for a non-conventional ion pathway through the pore. Collectively, these results offer insights into a mechanistic framework that may extend to other physiologically relevant systems, providing a foundation for further investigations and potential future therapeutic intervention. / pLGICs har en viktig roll i det elektrokemiska signalsystemet i många organismer, men detaljerna i deras struktur och framför allt funktion är fortfarande inte helt klargjorda. Särskilt är detaljerna kring deras reaktion på ändringar i pH-värde relativt okända, vilket är en viktig del i att förstå kanalernas fysiologiska roll och för att potentiellt hitta läkemedel mot neurologiska sjukdomar där dessa är inblandade. I det här arbetet har jag undersökt hur sTeLIC, som är ett nyligen publicerat bakteriellt protein i familjen pLGICs, reagerar på olika ändringar i miljön. Jag har använt molekyldynamiksimuleringar för att unders öka 16 olika miljöer med två olika pH-värden (neutralt och alkaliskt), med eller utan kalcium samt med eller utan en extern drivkraft över membranet i form av ett elektrisk fält. Arbetet har resulterat i en föreslagen mekanism förhur sTeLIC känner av pH och hur öppningen av kanalen går till. Denna mekanism involverar aminosyrorna E106, som finns på β6-strängen, och E160, som finns på F-loopen, samt deras omgivning. Dessutom har en modulatorisk mekanism föreslagits för en kalciuminhiberande effekt på sTeLIC som också involverar E160. Simuleringarna med en drivkraft över membranet har gett stöd för en ny väg för joner genom kanalen. Tillsammans ger dessa resultat insikt i en mekanism som eventuellt kan appliceras p ̊a andra system. Detta har lagt grunden för fortsatt undersökning som potentiellt kan leda till framtida läkemedelsutveckling inom området.