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Dynamique d'infection et facteurs de risque associés à Salmonella spp. dans la filière porcine : l’exemple de l’île de La Réunion / Dynamics of infection and risk factors associated with Salmonella spp. in pig production : the example of Reunion Island

Tessier, Claire 16 September 2015 (has links)
Salmonella est une bactérie zoonotique qui représente un problème majeur de santé publique. Le porc est identifié comme l'un des principaux réservoirs de Salmonella. L'objectif de ces travaux de recherche était d'identifier les mesures prioritaires à mettre en place afin de limiter la présence de Salmonella dans la filière porcine réunionnaise. Près de 80% des élevages de porcs investigués étaient infectés par Salmonella en fin d'engraissement. Cette infection asymptomatique est associée à plusieurs facteurs de risque : les conditions géo-climatiques (altitude et pluviométrie), la production de volailles sur le site, la taille de l'élevage et la présence de salmonelles dans les salles avant l'entrée du lot. Le suivi longitudinal a d'ailleurs mis en évidence que les salmonelles résiduelles étaient la principale source d'infection, que ce soit pendant l'élevage, le transport et l'attente. Ces résultats soulignent l'importance d'améliorer l'efficacité des protocoles de nettoyage et de désinfection. La faune sauvage semble également impliquée dans l'épidémiologie de Salmonella dans la filière porcine. Une forte similarité génétique a été observée entre les souches isolées de rongeurs et de cafards et celles isolées des porcs. Par ailleurs, une prévalence en Salmonella de 16,5% dans les saucisses à base de porc démontre que Salmonella dans la filière porcine peut représenter un risque pour la santé humaine à La Réunion. Ces travaux de recherche démontrent la nécessité d'agir aux différents maillons de la filière porcine. En outre, une lutte globale doit être envisagée, incluant les différentes filières, les industriels, les services vétérinaires et les pouvoirs publics. / Salmonella is a zoonotic bacterium that represents a public health burden all over the world. Pig is considered as one of the main reservoir of this pathogen. The goal of this research project was to identify the main measures that would limit the presence of Salmonella in the Reunionese pig production. Nearly 80% of the pig farms investigated were infected with Salmonella at the end of the fattening period. This asymptomatic infection was associated with several risk factors: geo-climatic conditions (altitude and rainfall), poultry production on the same site, the size of the farm and the presence of residual Salmonella in rooms before the loading of the pig batch. Furthermore, the longitudinal investigation highlighted that environmental residual Salmonella were the main source of infection whether at farm, during the transport and the lairage of pigs. These results strengthen the importance of improving efficiency of cleaning and disinfection procedures. The wild fauna of Reunion Island seems to be involved in the epidemiology of Salmonella in the pig production, since high genetically relationships were observed between Salmonella strains isolated from rodents and cockroaches and those isolated from pigs. Otherwise, our study also highlighted Salmonella prevalence of 16.5% in pork sausages demonstrating that Salmonella in the pig production may represent a risk for public health in Reunion Island. These works stress the need to act at each stage of the pig production. Moreover, a global effort has to be considered, including professionals of the different animal production, industrials, veterinary and health services and authorities.
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Phylogeography, population structure and distribution of genetic variation across the Leishmania donovani species complex with emphasis on the Indian subcontinent

Stark, Olivia 10 March 2017 (has links)
Erreger des Leishmania donovani Komplexes (LDC) verursachen viszerale Leishmaniose (VL), eine der häufigsten durch Sandmücken übertragenen Infektionskrankheiten beim Menschen. Die vorliegende von der EU geförderte Dissertation untersucht die weltweite Populationsstruktur des LDC mit besonderem Schwerpunkt auf dem Indischen Subkontinent (ISC), wo das gehäufte Auftreten von Therapieversagen ein Problem für die geplante Eliminierung von VL darstellt. Zwei hoch diskriminierende molekulare Typisierungsverfahren wurden angewendet. 845 LDC-Isolate wurden mittels Multi-Lokus-Mikrosatelliten-Typisierung (MLMT) charakterisiert. Die Parasiten wurden in Gebieten mit endemischer VL aus unterschiedlichen Wirten isoliert und repräsentieren verschiedene klinische Formen der Leishmaniose. Eine 125 Parasiten umfassende Teilprobe wurde vollständig sequenziert und in einem next-generation Multi-Lokus-Sequenz-Ansatz (ng-MLSA) typisiert, welcher auf der Analyse von genomweiten Single-Nukleotid-Polymorphismen (SNP) beruht. Sowohl die MLMT- als auch die SNP-Daten wurden mit den gleichen populationsgenetischen Methoden ausgewertet. Der ng-MLSA Ansatz bestätigte weitgehend die Populationsstrukturen des mit dem MLMT analysierten größeren Datensatzes, die genetische Struktur korrelierte mit der geographischen Herkunft der Isolate. Die Unempfänglichkeit der Parasiten gegenüber Antimon- oder Miltefosin sowie die in vitro gemessene Resistenz der Isolate vom ISC konnten nicht auf einen spezifischen Genotyp zurückgeführt oder mit einem spezifischen genetischen Merkmal verknüpft werden. Die Gesamtgenomsequenzierung konnte bisher keine Mutationen im Parasitengenom nachweisen, die in Zusammenhang mit der Antimon- und Miltefosin-Unempfindlichkeit bzw. dem Therapieversagen gebracht werden könnten. Analysen basierend auf ausgewählten Sequenzen deuten auf eine variable chromosomale Ploidie und eine erhöhte Kopienzahl einiger Gene hin, die zur Entstehung von Arzneimittelresistenzen beitragen könnten. / Parasites of the Leishmania donovani species complex (LDC) cause most cases of visceral leishmaniasis (VL), one of the most fatal vector-borne parasitic human diseases. As part of an EU funded project, this dissertation has investigated the worldwide genetic population structure of parasites of the LDC, with special focus on the Indian subcontinent (ISC) where unresponsiveness to anti-leishmanial drugs has recently become an urgent problem for the containment of VL. Two types of highly discriminatory approaches have been used. Multi-locus microsatellite typing (MLMT) has been applied to 845 LDC isolates from numerous Old and New World foci of VL, from different clinical forms of the disease and from various hosts. A subset of 125 fully sequenced isolates, reflecting the worldwide distribution of the LDC, was analysed using a next-generation multi-locus sequence approach (ng-MLSA) including single nucleotide polymorphisms (SNP). Both microsatellite and SNP data sets were analysed using, in general, the same population genetic tools. The ng-MLSA approach has, in general, corroborated the population structures obtained with MLMT for the larger data set. With the exception of non MON-1 parasites, the genetic structure revealed was largely associated with the geographic origin of the isolates, but not with the clinical presentation, host specificity and the immune status of the host or year of parasite isolation. Unresponsiveness to antimony or miltefosine treatment as well as the respective resistances measured in vitro could not be linked to a specific genotype or genetic trait. Wg sequencing also failed, so far, to identify mutations, which could be related to the unresponsiveness of LDC isolates from the ISC to antimony and miltefosine therapy. Analyses of selected targets have revealed extensive variation in chromosomal ploidy in all wg sequenced isolates under study and copy number variations for some genes possibly involved in drug resistance.
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Etude du comportement mécanique à l’impact et en post impact de matériaux composites à fibres végétales / Study of the low velocity impact and post-impact behaviour of composite materials reinforced with plant fibres

Cuynet, Amélie 30 November 2018 (has links)
L'objectif du projet de thèse est d'étudier et d'analyser le comportement mécanique à l'impact et en post impact de composites à fibres végétales. Le déroulement de cette thèse nécessite : L'élaboration et la caractérisation des matériaux de l'étude : Les matériaux de l'étude seront constitués de tissus à fibres végétales (lin et/ou chanvre) imprégnées de résine thermodurcissable (de type époxyde) ou thermoplastique (de type PP ou PLA). Ceux-ci seront fabriqués sous forme de plaque par la technique d'infusion sous vide ou la technique de la thermocompression, en fonction du type de résine. La caractérisation mécanique sera effectuée à partir d'essais mécaniques statiques et d'essais d'impact avec une tour de chute (à plusieurs niveaux d'énergie). Celle-ci sera d'abord menée sur des éprouvettes modèles (non impactées et non vieillis, sans et avec renfort fibreux) puis sur des éprouvettes dégradées (impactées à chaque niveau d'énergie et vieillis en humidité et température). La caractérisation de l'endommagement : Elle permettra, à partir des analyses d'images associées aux techniques de l'émission acoustique, de localiser et d'identifier les différents mécanismes d'endommagement intervenant dans ces matériaux au cours des diverses sollicitations choisies. Cette étude conduira à définir le degré de nocivité de ces endommagements tout en associant à la démarche l'influence des paramètres microstructuraux tels que la nature du renfort fibreux et des constituants (résine et fibres). L'identification de modèles de comportement : Il s'agit de proposer une méthode d'identification des paramètres matériaux de modèles de comportement tenant compte de l'endommagement au niveau de la microstructure du matériau (résine et torons de fibres). Cette étude conduira à la mise en œuvre d'une méthode de type recalage de modèles éléments finis en utilisant les bases de données expérimentales constituées notamment des mesures de champs cinématiques. L'objectif à terme est de disposer de modèles fiables et prédictifs pour le calcul de structures de ces matériaux dans l'industrie / The purpose of this PhD project is to study and analyze the mechanical behavior during the impact and post-impact of plant-fiber based composite materials. The conduct of this thesis requires: The manufacturing and characterization of the materials involved in the study : The materials are composed of plant-fiber fabrics (flax and/or hemp) impregnated with thermosetting resin (epoxy type) or thermoplastic resin (PP or PLA). These are manufactured using the vacuum infusion process or using thermocompression, depending on the resin. The materials are plate-shaped. The mechanical characterization will be performed using static mechanical testing and impact testing with a drop tower (over several energy levels). This will be first conducted on unmodified specimens (unimpacted and unaged, with and without fiber reinforcement) then on degraded specimens (impacted with a known energy and/or aged in humidity and temperature). The characterization of damage: It will, from the analysis of the images associated to the techniques of the acoustic emission, locate and identify the various damage mechanisms that intervene in these materials during different stresses. This study will lead to define the degree of harmfulness of such damage while associating to the approach the influence of microstructural parameters such as the nature of the fiber reinforcement and the components (resin and fibers). The identification of behavioral patterns: It consists in suggesting a method to identify the material parameters of behavioral patterns while taking into account the damage level of the material's microstructure (resin and fiber strands). This study will lead to the implementation of a finite element model updating-like method using experimental databases such as kinematic field measurements. The ultimate purpose is to have reliable and predictive models in order to calculate the structures of such materials in the industry
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Modélisation électrique et énergétique des accumulateurs Li-Ion. Estimation en ligne de la SOC et de la SOH / Energetical and electrical modelling of lithium-ion batteries.Online estimation of SOC and SOH

Urbain, Matthieu 04 June 2009 (has links)
Ce mémoire traite de la modélisation électrique des accumulateurs lithium-ion, de l’estimation de leur état de charge (SOC) et de leur état de santé (SOH). Le premier chapitre revient sur les généralités concernant la technologie lithium-ion : caractéristiques, performances, constitution de l’élément de stockage, choix et nature des électrodes, conséquences qui en découlent d’un point de vue énergétique. Le principe de fonctionnement et les équations générales des phénomènes électrochimiques sont aussi développés. Des exemples d’application dans différents secteurs industriels sont ensuite proposés pour plusieurs gammes de puissance et d’énergie. Le second volet aborde la modélisation électrique des accumulateurs lithium-ion. Pour une meilleure compréhension des phénomènes complexes mis en jeu au sein des batteries, des éléments de modélisation physique sont exposés. Puis nous envisageons une synthèse des différents modèles de nature électrique rencontrés dans la littérature. Sur la base de campagnes de mesures menées sur un élément lithium-ion de 6,8 Ah, nous proposons, dans un troisième chapitre, notre propre modèle électrique équivalent valable pour les phases de décharge et de relaxation. En particulier nous déclinons plusieurs solutions pour distribuer l’énergie et rendre compte des différents effets de ligne. Les outils de caractérisation et les procédures d’extractions des paramètres sont traités en détail. Dans un dernier chapitre nous étudions les possibilités d’estimer en ligne l’état de charge (SOC) et l’état de santé (SOH) d’un élément lithium-ion en cours d’exploitation. Après un bref rappel des méthodes académiques et industrielles actuelles, nous nous orientons vers l’emploi d’un filtre de Kalman. Afin d’estimer ses performances par rapport au coulombmètre, nous proposons un modèle et un algorithme que nous évaluons par simulation et testons sur élément réel / This dissertation of thesis deals with the electrical modelling of lithium-ion accumulators and the determination of both state-of-charge (SOC) and state-of-health (SOH). The first chapter is focused on generalities about lithium-ion technology: characteristics, qualities, constitution of the storage device, choice and nature of the electrodes and their consequences on energetical features. The principle and the general equations of the electrochemical phenomena are developed as well. Application examples from different industrial areas are displayed for several power and energy ranges. The second section is about the electrical modelling of lithium-ion accumulators. With a view to better understand the complex electrochemical phenomena, elements of physical modelling are proposed. Then, the synthesis of different electrical models released in the press is considered. On the basis of experimental campaigns lead on a 6.8 Ah lithium-element, we proposed, in a third chapter, our own equivalent electrical model suitable for both discharge phases and relaxation period. In particular, we depict several alternatives to distribute the energy and describe the different line effects. Both characterization tools and parameters extraction procedure are clearly detailed. In the last section, we tackle both SOC and SOH on-line determination. After a short review of academicals and industrial solutions, we rapidly head towards the use of a Kalman filter. In order to compare its features versus the coulombmeter, we propose a model and an algorithm, numerical simulations and experimental tests are performed
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Caractérisation et modélisation des polymères électro-actifs : Application à la récupération d’énergie / Electro-active polymers : Modeling and characterization and its application to energy harvesting

Eddiai, Adil 24 May 2013 (has links)
Le concept de la récupération d'énergie se rapporte généralement au processus d'utilisation de l'énergie ambiante, qui est converti, principalement (mais pas exclusivement) en énergie électrique pour faire fonctionner des dispositifs électroniques petites et autonomes. Les tendances récentes à la fois dans l'industrie et au domaine de la recherche ont mis l'accent sur les polymères électro-actifs pour la conversion d'énergie électromécanique. Cet intérêt s'explique par de nombreux avantages tels que la productivité élevée, la grande flexibilité, et la facilité de traitement. Le but de ce travail de recherche est d’explorer la potentialité des polymères électro-actifs pour une application de récupération d’énergie mécanique ambiante. Dans la première partie, une synthèse des composites à base de polyuréthane (PU) et de P(VDF-TrFE-CFE) a été réalisée, suivie d’une caractérisation électrique et mécanique de ces polymères et composites afin d’évaluer leurs paramètres intrinsèques. La seconde partie de ce travail de thèse concerne la caractérisation électromécanique de ces polymères. Un modèle analytique électromécanique est mise en place afin de déterminer finement le comportement physique des polymères électrostrictifs ainsi que les variations de leurs paramètres intrinsèques. Ce modèle analytique est validé par une série de tests à travers un banc d’essai. La dernière partie de ce travail consiste à évaluer les performances électromécaniques des polymères électrostrictifs pour la récupération d’énergie mécanique. Deux nouvelles techniques sont testées afin de maximiser la densité d’énergie récupérée. Ainsi qu’une comparaison avec les méthodes classiques a été réalisée. Un excellent potentiel de ces techniques pour la récupération d'énergie a été démontré. Le deuxième point porte sur l’étude de l’efficacité de la conversion électromécanique pour la récupération d’énergie mécanique en utilisant l'analyse spectrale FFT. Il a été montré que cette méthode permet de prévoir le rendement énergétique de nos polymères en accord avec les prédictions théoriques. Le dernier point se focalise sur l’amélioration de cette efficacité de conversion électromécanique en utilisant des électrets de polypropylène cellulaire, afin d’assurer un meilleur rendement énergétique. / The concept of energy harvesting generally relates to the process of using ambient energy, which is converted, primarily (but not exclusively) into electrical energy in order to power small and autonomous electronic devices. Recent trends in both industrial and research fields have focused on electro-active polymers for electromechanical energy conversion. This interest is explained by many advantages such as high productivity, high flexibility, and processability. The purpose of this research work is to explore the potential of electro-active polymers for application of mechanical energy harvesting. At first, a synthesis of the composite based on polyurethane (PU) and P (VDF-TrFE-CFE) was performed, followed by electrical and mechanical characterization of these polymers and composites in order to evaluate their intrinsic parameters. The second part of this thesis concerns electromechanical characterization of these polymers. An electromechanical analytic modeling is detailed in order to determine the physical behavior of electrostrictive polymers and the variations of intrinsic parameters. This modeling is validated by a series of tests using a test bench. The last part of this work consists to evaluate the electromechanical performance of electrostrictive polymers for the mechanical energy harvesting. Two new techniques are tested in order to maximize the density of energy recovered. As well as a comparison against those classic has been performed. Excellent potential of these techniques for energy harvesting has been demonstrated. The second point is about the study of the electromechanical conversion efficiency for scavenging mechanical energy using spectral analysis FFT. It was shown that this method allows predicting the energy efficiency of our polymers, in accordance with the results predicted by the model. The last point focuses on improving the efficiency of electromechanical conversion by using cellular polypropylene electrets to ensure better energy efficiency.
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Elaboration de nanomatériaux composites métal@nanoparticules de silice mésoporeuses (MSN) : étude des performances catalytiques en phase aqueuse et des propriétés d'adsorption sélective du diiode en phase gaz / Preparation of transition mela containing mesoporous silica based nano-sized particles : study of the catalytic perfermance in aqueous solution and selective adsorption capacity in the gaz phase

M'Nasri, Najib 21 November 2014 (has links)
Ce travail a concerné l'étude de la fonctionnalisation métallique et du contrôle morphologique de nanoparticules de silice mésoporeuse appelées MSN. La voie de fonctionnalisation par synthèse directe a été privilégiée et a consisté en une encapsulation des précurseurs métalliques dans la phase porogène. L'insertion de cuivre, palladium, platine, argent or et de bimétalliques Cu/Pd et Pd/Pt a été réalisée. Il résulte de cette approche une localisation des nanoparticules métalliques dans les pores et d'une grande accessibilité des fonctionnalités à l'origine des excellentes performances catalytiques mesurées. Ces performances et le recyclage du catalyseur Cu@MSN ont été démontrés pour des réactions de Huisgen et de Sonogashira. Il a également été étudié l'adsorption de l'iode moléculaire en phase gaz sur des MSN fonctionnalisées par des nanoparticules d'argent avec d'excellentes capacités de rétention. / The objective of this thesis was to develop efficient synthesis routes to prepare mesoporous silica-based nano-sized particles, designated as MSN, with controllable morphology and derivatised with selected transition metals. One-pot preparation and surface functionalisation procedures based on the insertion of the metal-phase precursor into the porogen aggregates were thoroughly optimised leading to silica particles containing such single metals as copper, palladium, platinum, silver or gold, as well as a two-metal phase of copper and palladium or that of palladium and platinum. It was demonstrated that the highly dispersed metal phase was localised on the pore surface and therefore it was readily accessible to the target chemicals on which to base the catalytic performance of the resulting materials. Among others, the remarkable catalytic performance of the Cu@MSN material in Huisgen and Sonogashira reactions and its propensity to undergo efficient recycling were proven through laboratory-scale testing. Experimental study of the selective adsorption of iodine vapour onto MSN supports functionalised with silver nanoparticles indicated an excellent retention capacity of such materials.
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Production et élimination des sulfures produits lors de la biométhanisation de boues de station de traitement des eaux usées domestiques : Procédés biologiques de sulfooxydation par des thiobacilles anaérobies facultatifs (projet SULFOX) / Production and removal of sulfides produced during biomethanation of from domestic wastewater treatment plant sludge : Biological sulfooxidation processes using facultative anaerobic thiobacilli (SULFOX project)

El Houari, Abdelaziz 30 August 2018 (has links)
Reconnu par leur effet toxique, inhibiteur et corrosif, les sulfures (S2-, SH-, SH2) sont un sous-produit indésirable de la digestion anaérobie des boues de station de traitement des eaux domestiques de la ville de Marrakech, Maroc (STEP). Ils proviennent essentiellement de la réduction "dissimilatrice" des composés soufrés (SO4 2-, SO3 2-, S2O4 2- ..) contenus dans ces boues. Ce processus est réalisé par un groupe bactérien anaérobie appelé bactéries sulfatoréductrices (BSR). Une fois dans le biogaz, les sulfures sous forme gazeuse réduisent en plus la durée de vie des installations et des équipements de la STEP. Elle est ainsi dotée d’installations biologiques et physico-chimiques lui permettant d’éliminer ces sulfures avant la transformation du biogaz en énergie électrique. Cependant, ces procédés sont onéreuses et grandes consommatrices d’énergies. D’où l’idée de minimiser la production des sulfures au sein même des digesteurs anaérobies. Pour cela, il était nécessaire d’abord de connaître les microorganismes à l'origine de la production des sulfures (BSR), ceux potentiellement impliqués dans leur élimination (bactéries sulfo-oxydantes), et d’un groupe de microorganismes fermentaires (Synergistetes) intervenant dans le bon fonctionnement de la digestion anaérobie. Ces études ont été menées à la fois sur des d'approches moléculaires et culturales. Les résultats obtenus, ont permis de comprendre comment ces groupes bactériens, d’intérêts écologique et économique importants, interviennent dans la digestion anaérobie des boues de la STEP permettant à la fois d’accélérer les processus d’oxydation de la matière organique combinée à la réduction des composés soufrés et de minimiser la concentration des en sulfure dans le biogaz. / Recognized by their toxic, inhibitory and corrosive effect, sulfides (S2-, SH-, H2S) are an undesirable by-product of the anaerobic digestion of from domestic wastewater treatment plants sludge in the city of Marrakech, Morocco (WWTP). They produced mainly by the dissimilatory reduction of sulfur compounds (SO42-, SO32-, S2O42-) contained in these sludges. This process is performed by an anaerobic bacterial group called sulfate reducing bacteria (SRB). Once in the biogas, the sulfides in gaseous form shorten in addition the lifetime of the installations and equipments of the WWTP. It is thus equipped with biological and physicochemical installations allowing it to eliminate these sulfides before the transformation of biogas into electrical energy. However, these processes are expensive and consume large amounts of energy. Hence the idea of minimizing the production of sulfides within anaerobic digesters. For this, it was first necessary to know the microorganisms originating of the production of sulfides (SRB), those potentially involved in their elimination (sulfur oxidizing bacteria), and a group of fermentative microorganisms (Synergistetes) involved in the good functioning of the anaerobic digestion. These studies were conducted on both molecular and cultural approaches. The results obtained allowed to understand how these bacterial groups, of great ecological and economic interest, are involved in the anaerobic digestion of sludge from the WWTP, which both accelerates the oxidation processes of the organic matter combined with the reduction of sulfur compounds and to minimize the concentration of sulfide in biogas.
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HILIC-MS analysis of protein glycosylation using nonporous silica

Rachel E. Jacobson (5929808) 16 January 2019 (has links)
The objective of this research is to develop and apply a HILIC UHPLC stationary phase that allows for separation of intact glycoproteins. In Chapter 1 I give an overview of the problems of current glycosylation profiling with regards to biotherapeutics, and my strategy to separate the intact glycoprotein with HILIC. Chapter 2 describes the methods used to produce the nonporous packing material and stationary phase. In Chapter 3 I describe previous work in developing a HILIC polyacrylamide stationary phase, and further improvements I have made. Chapter 4 describes development of an assay in collaboration with Genentech of therapeutic mAb glycosylation. In Chapter 5, I show HILIC-MS of digested ribonuclease B as a beginning step to analyze glycosylated biomarkers.
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Preparation, characterization and carrier gas transport characteristics of inorganic and organic membranes for application in lactic acid esterification with ethanol

Okon, Edidiong January 2018 (has links)
Ethyl lactate (EL) plays a major role as green solvent and also a replacement for most petrochemical solvents. The esterification process of lactic acid and ethanol to produce EL is an equilibrium-limiting reaction and the selective removal of one of the reaction products can be improved using a membrane reactor and when coupled with a heterogeneous catalyst offers an opportunity for process intensification. This thesis investigates the batch process esterification reaction involving lactic acid (LA) and ethanol (EL) in the presence of a water selective membrane using different cation-exchange resin catalysts. The product was analysed using gas chromatograph coupled with mass spectrometry detector (GC-MS). The analytical methods used for the characterisation of the cation-exchange resins and membrane include Fourier transform infrared coupled with attenuated total reflectance (FTIR-ATR), scanning electron microscopy attached to energy dispersive analyser (SEM/EDAX), Liquid nitrogen physisorption and nuclear magnetic resonance (NMR) respectively. A novel method was developed for carrying out esterification reaction in a gaseous phase system using a flat sheet polymeric membrane. Prior to the esterification reaction, different carrier gases were tested with ceramic membrane to determine the suitable carrier gases for the analysis of esterification product. The four carrier gases used for the permeation test were argon (Ar), helium (He), carbon dioxide (CO2) and nitrogen (N2). A 15nm pore size commercially available tubular ceramic support, consisting of 77%Al2O3 and 23%TiO2 with the porosity of 45% was used for the carrier gas investigation. The support was modified with silica based on the sol-gel dip-coating techniques. The dip-coated membrane exhibited a higher molar flux with He (0.046mol m-2s-1) and Ar (0.037mol m-2s-1) with a much lower flux for N2 (0.037mol m-2s-1) and CO2 (0.035 mol m-2s-1) at 0.30 bar. Helium gas with the highest permeation rate were identified as the suitable carrier gas for the analysis of esterification product with GC-MS. The esterification reaction in the presence of four cation-exchange resins to produce ethyl lactate was carried out between 60-160 oC in a batch and membrane processes to determine the effectiveness resin catalysts for LA esterification. The effect of external mass transfer diffusion limitation between the liquid components and the resin catalysts was avoided by increasing the agitation time of the esterification reaction. The percentage conversion rate of the lactic acid feed from the batch process esterification was found to be in the range of 98.6 to 99.8%. The reaction kinetics of the esterification reaction was described based on two simplified mechanisms of Langmuir Hinshelwood model to describe the adsorption components on the surface of the catalysts. The lactic acid feed gave a conversion rate of up to 100 % confirming the effectiveness of the acetate membrane impregnated resin catalysts in the selective removal of water for the separation of ethyl lactate. The significance of producing ethyl lactate through batch process intensified by a water-selective membrane processes can be recommended for industrial LA production.
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Timber modern methods of construction : a comparative study

Sanna, Fausto January 2018 (has links)
The doctoral research revolves around a comparative study of timber modern methods of construction for low-rise, residential buildings in Scotland. The building techniques studied involve both timber-frame panel construction (open-panel and closed-panel systems and structural insulated panels) and massive-timber construction (cross-laminated and nail-laminated timber panels). A non-timber technique is also included in the study: more traditional, load-bearing masonry (blockwork). These different building techniques have been analysed from two complementary aspects: environmental impacts and thermal performance. The environmental study is based on the life-cycle assessment methodology and embraces various aspects: environmental impacts (e.g., climate change, acidification, eutrophication, ozone depletion, etc.), consumption of energy (renewable and non-renewable resources) and production of waste (from non-hazardous to radioactive). The assessment takes a cradle-to-gate approach and, in its structure and method, is informed by the current recommendations of the international standards in the field (i.e., ISO 14040 series). Various environmental trade-offs between construction methods have been identified. In terms of global-warming potential (excluding biogenic carbon sequestration), results suggest that timber-frame buildings show a better performance than masonry buildings; this is particularly true for the open-panel system, which emits about 10% less carbon than the masonry counterpart. Massive-timber buildings tend to cause more carbon emissions than masonry ones. In terms of consumption of non-renewable primary energy, timber buildings do not generally show significant advantages with respect to blockwork-based masonry. In particular, structural-insulated panel systems tend to show very high energy requirements. Timber-based buildings show a tendency to cause increased acidification, eutrophication and creation of low ozone than their masonry counterpart. The level of offsite fabrication that is employed for the erection of the buildings plays an important role in the magnitude of most environmental impacts, which show an average decrease between 5% and 10% when some of the operations are shifted from the construction site to the factory. v The thermal study investigates the performance of the building envelope, and, in particular, of external walls, by means of tests whereby the thermal behaviour of a sample of walls (of full-size section) has been observed and measured over time. On the outside, the walls were exposed to real, natural weather variations throughout the summer. The study especially focuses on the time-dependent response of three different walling systems (which results from their individual cross-sectional arrangements of building components and the associated combination of heat-storage capacity and thermal resistance): a timber-framed wall, a cross-laminated-timber wall and a masonry wall. Thus, the main goal of the study was to characterise the thermal-inertia parameters of these walls. This type of thermal behaviour is related to the repercussions of global climate change at UK level, especially in terms of increase in solar irradiance and temperature, which requires an adaptation of the building-envelope such that it can perform well both during wintertime and summertime, by providing maximum indoor comfort with minimum economic and environmental costs from the construction and operation of buildings. The timber-framed wall possesses the greatest capacity to slow down the propagation of temperature waves from the outer surface to the inner surface (time lag), whereas the masonry wall performs best with respect to reducing the amplitude of temperature oscillation on the inner surface (decrement factor). The cross-laminated-timber wall exhibits intermediate values of both time lag and decrement factor, relative to the other two walls. Both the thermal and life-cycle assessment of the construction alternatives aim at assisting the design and decision-making process in the residential field and at suggesting areas that need to be addressed and improved, towards a coherent evolution of the building techniques included in this study and a step forward in the realisation of sustainable, low-rise dwellings.

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