Green synthesis of vanillin: Pervaporation and dialysis for process intensification in a membrane reactor

In the present work, two different membrane processes (pervaporation and dialysis) are compared in view of their utilization in a membrane reactor, where vanillin, which is probably the most important aroma of the food industry, is synthesized in a green and sustainable way. The utilized precursor (ferulic acid, which is possibly a natural product from agricultural wastes) is partially oxidized (photocatalytically or biologically) and the product is continuously recovered from the reacting solution by the membrane process to avoid its degradation. It is observed that pervaporation is much more selective towards vanillin than dialysis, but the permeate flux of dialysis is much higher. Furthermore, dialysis can work also at lower temperatures and can be used to continuously restore the consumed substrate into the reacting mixture. A mathematical model of the integrated process (reaction combined with membrane separation) reproduces quite satisfactorily the experimental results and can be used for the analysis and the design of the process

Sequential biological and photocatalysis based treatments for shipboard slop purification: A pilot plant investigation

This study investigated the treatment of a shipboard slop containing commercial gasoline in a pilot plant scale consisting of a membrane biological reactor (MBR) and photocatalytic reactor (PCR) acting in series. The MBR contributed for approximately 70% to the overall slop purification. More precisely, the biological process was able to remove approximately 40%, on average, of the organic pollution in the slop. Nevertheless, the membrane was capable to retain a large amount of organic molecules within the system, amounting for a further 30% of the influent total organic content removal. However, this affected the membrane fouling, thus resulting in the increase of the pore blocking mechanism that accounted for approximately 20% to the total resistance to filtration (2.85∙10 13 m −1 ), even if a significant restoration of the original membrane permeability was obtained after chemical cleanings. On the other hand, the biological treatment produced a clear solution for the photocatalytic system, thereby optimizing the light penetration and generation of highly oxidizing active oxygen species that enabled the degradation of bio-recalcitrant compounds. Indeed, low total organic carbon (TOC) values (<10 mg L −1 ) were achieved in the output of the photocatalytic reactor by means of only 60 Einstein (E) of cumulative impinging energy after the addition of K 2 S 2 O 8 . Overall, coupling the two processes enabled very high TOC removal (ca. 95%)

SOLUZIONE DINAMICA DELLA RETE ASSOGEO E INQUADRAMENTO EUREF-RDN

L’importante sviluppo avuto recentemente dai servizi GPS di posizionamento differenziale in tempo reale (RTK e VRS), ha permesso di diminuire in modo considerevole i tempi e quindi i costi per un rilievo topografico, questo senza incidere in modo significativo sulla precisione delle misure eseguite [Pesci et al., 2008]. L’infrastruttura che permette la realizzazione di questi servizi è costituita da una rete GPS di stazioni permanenti (SP) distribuite più o meno regolarmente su di una griglia la cui maglia, cioè la distanza tra le stazioni, è di qualche decina di chilometri. Assogeo S.p.a. a partire dal 2006 ha sviluppato nell’Italia centro-settentrionale una rete di stazioni permanenti (Fig. 1a) in grado di supportare i diversi servizi di posizionamento in tempo reale.Attualmente questa rete è costituita da 32 stazioni equipaggiate con ricevitore ed antenne geodetiche a doppia frequenza (Tab. 1) in continua espansione. Un singolo operatore, anche se equipaggiato di un solo ricevitore GPS, ha la possibilità di connettersi al centro operativo Assogeo ed eseguire il proprio rilievo topografico, in tempo reale. Il sistema di riferimento in cui vengono forniti i risultati del rilievo è quello su cui vengono calcolate le posizioni delle diverse SP, per questo motivo è importante che tale sistema di riferimento sia compatibile con quello utilizzato in ambito cartografico e topografico definito dall’Istituto Geografico Militare Italiano (IGMI). Inoltre, è necessario che la stima della posizione delle diverse SP sia la più precisa possibile e che quindi venga calcolata utilizzando tutte le informazioni acquisite da tali stazioni. A questo proposito IGMI ha istituito la Rete Dinamica Nazionale [RDN, Baroni et al. 2009] formata da 99 SP già operanti sul territorio e omogeneamente distribuite, offrendo un riferimento per allineare le diverse reti GPS per il servizio di posizionamento in tempo reale sorte sul territorio italiano. La rete RDN è a sua volta allineata ad un sistema di riferimento convenzionale ufficializzato in Europa, cioè il sistema ETRF2000 [Bruyninx et al., 2009], e riferito all’epoca 2005.0, secondo le più recenti direttive EUREF [Bruyninx, 2004, Kenyeres and Bruyninx, 2004]. Per uniformare le soluzioni allo stesso sistema di riferimento utilizzato dall’IGMI, è necessario quindi che anche le posizioni delle SP della rete Assogeo siano calcolate in ETRF2000 all’epoca 2005.0 e poiriportate al 2008.0. In questo lavoro vengono proposte e confrontate due strategie di calcolo per ottenere, in un modo semplice e intuitivo, il sistema di riferimento desiderato. Si tratta di procedure differenti che analizzano il medesimo insieme di osservazioni utilizzando lo stesso software, ma utilizzando strategie diverse, questo per verificare la reale precisione con cui può essere stimata la posizione di una stazione GPS permanente

EXPERIENCE IN MOBILE LASER SCANNING BY MEANS OF LYNX SYSTEM IN L’AQUILA CITY

The terrestrial laser scanner is an efficient topographical instrumentation used to acquire a redundant number of points distributed over a physical surface. The goal of laser scanning is the definition of very accurate models of the studied areas. In this way, deformations or changes can be monitored by means of repeated surveys in different epochs [Pesci et al., 2005; 2007]. The laser signal is characterized by highly collimated, monochromatic, and coherent radiation that is well suitable for very short impulse generation in the nanosecond scale. The operating methodology of a time-of-flight laser scanner is similar to a laser range-finder, measuring the time it takes a laser pulse to travel from a transmitter to the surface surveyed, and back to a detector device. The range d is computed using the relation d = ct / 2, where t is the time of flight and c is the speed of light. The advantage of this instruments is the laser beam deflection over a very accurate angular grid, that can be obtained by oscillating and rotating mirrors, thus providing a wide coverage area between adjacent points. Each point is collected into a local reference system consisting of the origin at the instrument sensor, well-known angular parameters, and very accurate measurements of range. Together with point coordinates (x, y, z) , radiometric values related to the surveyed object’s reflectivity can be calculated from returned signal energy. The maximum measurable range depends on the illuminated material roughness and color, and the laser wavelength [Fidera et al. 2004, Pesci and Teza, 2008]. Divergence values for new generation long-range scanners are extremely reduced, illuminating very small surface elements for each shot. The spot dimension increases linearly with the distance, and is always greater than the lower limit of the instantaneous field of view (IFOV) due to physical diffraction. Effective laser scanner characteristics are defined by a set of parameters, including: range resolution (depending on telemeter efficiency), single point measurement accuracy (depending on the internal electronic device, signal-to-noise ratio and critical time needed for pulse recognition), beam divergence (which defines the IFOV, depending on laser wavelength), and minimum angular step (depending on the internal mirrors calibrated system) [Wehr and Lohr 1999]. Overlap is the laser scanning strategy that can reduce errors, because redundant points are acquired belonging to the same illuminated area. A common overlap is obtained by fixing the ratio between spot dimension (the area illuminated by a single pulse with a given divergence) and angular step so that a given point is measured 10 times. For instance, if the divergence is 3 mrad and angular variation about 0.3 mrad, at 100 m distance, an element included in a 3 cm area is observed 10 times. The final result of a laser scanner application is a very dense point cloud, with radiometric reflectivity data for each point

Photocatalytic degradation of dyes by using a membrane reactor

Dyes are organic compounds used in textile, food and drug industries, and their abatement represents one of the main problems in the treatment processes because generally they are very stable toxic compounds. In this work, two commercial azo-dyes, i.e. Congo Red (C32H22N6Na2O6S2) and Patent Blue (C27H31N2NaO6S2), in aqueous solution were degraded in a photocatalytic membrane reactor by using TiO2 Degussa P25 as the catalyst. Different system con\ufb01gurations and irradiating sources were studied, and the in\ufb02uence of some operational parameters such as the pressure in the membrane cell and the initial concentration of the substrates was determined. A comparison between suspended and entrapped TiO2 was also done. The experimental results showed a satisfactory degradation ef\ufb01ciency of the photocatalytic membrane process. The in\ufb02uence of various parameters (e.g. feed concentration, recirculation rate) has been discussed to obtain high reaction rates, operating stability and high membrane rejection, both for substrates and by-products. Congo Red was photodegraded with higher rate under the same experimental conditions probably due to its higher adsorption onto the catalyst surface. It was possible to treat successfully highly concentrated solutions (500 mg/L) of both dyes by means of a continuous process obtaining good values of permeate \ufb02uxes (30\u201370 L/m2 h); this could be interesting for industrial applications. The reactor containing the suspended photocatalyst was signi\ufb01cantly more ef\ufb01cient than the reactor containing the catalyst entrapped into the membrane

GPS-based monitoring of land subsidence in the Po Plain (Northern Italy)

We use regional and local networks of continuously-operating GPS stations (CGPS) distributed in the northern–central part of the Italian peninsula to investigate the subsidence phenomenon of the Po plain sedimentary basin and vertical movements of the surrounding areas. The observations of 146 scientific and commercial stations are analyzed and compared, adopting analytical techniques widely used to study GPS coordinate time series. The use of simple antenna supports in commercial installations, instead of a more rigorous geodetic monument, does not seem to induce significant differences in the noise characteristics and in the amplitudes of annual and semi-annual periodic signals. The vertical velocity field deduced from 129 sites with observation time spans greater than one year, located in the Central–Northern Italian Peninsula, indicates the presence of two mainly subsidence areas: the Po Plain and the Arno Plain, while the sites located in the Alps and Apennine domains show relatively low uplift. The areas of the Po Plain monitored by GPS seem to indicate that the subsidence rate is constant or, in some cases, decreasing with respect to the values obtained from the last measurements, performed up to 2006 by means of both SAR and levelling techniques. Only the central part of the eastern Po Plain close to the Apennine border (Modena city area) is characterized by a peak in subsidence consisting in a velocity of about 15 mm/yr

Comprehensive Geriatric Assessment: Application and correlations in a real-life cross-sectional study

Background: The assessment process of elderly people considers all aspects of an individual's life, including physical, mental, and social aspects. Frailty refers to a decline in physiological functions or strengths leading to increased vulnerability to stressors and decreased ability to cope with them. Comprehensive Geriatric Assessment (CGA) is a validated and useful tool in this context to holistically study elderly people. The primary aim of this study was to determine the prevalence of impaired health status in a large geriatric population turning to outpatient service, based on the components of the CGA, and thus to describe its usefulness in real-life clinical practice. The secondary aim of this study was the evaluation of the association between nutritional status, assessed with Mini Nutritional Assessment (MNA)-within the CGA-and cognitive-affective and functional capacities, and multimorbidity. Materials and methods: This real-life, retrospective cross-sectional study included subjects consecutively evaluated from January 2009 to December 2020 at the Geriatric Outpatient Service, University Hospital of Monserrato, Cagliari, Italy. A sum of 3,260 patients were subjected to CGA. Results: Only a small proportion of the sample (2.24%) showed an absence of impairment in cognitive-affective, functional, and nutritional domains. Moderate correlations were found between MNA and several other CGA variables, namely, Geriatric Depression Scale (GDS; ϱ = -0.41, p < 0.0001), Barthel Index of Independence in Activities of Daily Living (ADL) (ϱ = 0.51, p < 0.0001), Instrumental Activities of Daily Living (IADL) (ϱ = 0.43, p < 0.0001), and Performance-Oriented Mobility Assessment (ϱ = 0.44, p < 0.0001). A multiple regression also highlighted these variables as significant regressors of MNA. Finally, malnutrition showed a significant association with depression (odds ratio [OR]: 4.97), dependence on ADL (OR: 19.8) and IADL (OR: 7.04), and falling risk (OR: 5.16). Conclusion: This study has figured out the complex situation in which geriatric care finds itself the complexity and severe impairment of elderly people. The possibilities of intervention are often limited, but the literature confirms the benefits of good nutritional status on the general health status. The data that emerged from our study fit into this assumption, highlighting the close association between the nutritional domain and the other CGA domains

Analyzing Virtual Reference Station for GPS surveying: experiments and applications in a test site of the northern Apennine (Italy).

The availability of a GPS network of 10-20 km mean size, provides good topographical support for the measurement of ground displacements, even at a local scale such as a landslide. In particular, a series of multitemporal kinematic or rapid-static GPS acquisitions of a landslide allows a good characterization of its displacements if the measurements are referred to a GPS reference network. Nevertheless, a wider network formed by stations located at long distances, for example at several tens of kilometers, characterized by large spacing, can lead to results affected by high noise, degrading the accuracy of final point positions. In order to obtain an adequate GPS reference network, some virtual reference stations (VRSs) can be introduced, even if a network refinement based on VRS cannot reach the same accuracy of a real local network. Some experiments, including measurements on a real landslide, have been performed in order to evaluate the performance of this technique. The results point out that the standard deviation of the obtained solutions is about two or three times larger than those which can be reached using a real local network

LA STAZIONE GPS BLGN PER IL MONITORAGGIO DELLA SUBSIDENZA

Il sistema di posizionamento GPS (Global Positioning System) è nato negli Stati Uniti negli anni ’90 per scopi militari e negli ultimi decenni si è notevolmente diffuso anche in ambiente civile. Il GPS è un sistema basato sulla ricezione di segnali radio emessi da satelliti posizionati in orbite a circa 20000 km di altezza la cui configurazione attuale permette la visibilità di almeno 4 satelliti in ogni istante e luogo del pianeta. Si tratta di una tecnica di intersezione spaziale distanziometrica nel sistema di riferimento elissoidico geocentrico WGS84. La distanza geometrica (range) tra il centro di fase dell’antenna di stazione a terra ed i satelliti, viene calcolata misurando il ritardo temporale tra il segnale ricevuto ed un clone generato dal ricevitore fornendo, in prima approssimazione, il tempo di volo del tragitto satellitericevitore. Il segnale GPS è caratterizzato da una componente fondamentale, due onde sinusoidali chiamate L1 e L2 e da una componente impulsiva, i due codici pseudorandom C/A e P; viene inoltre inviato un messaggio di navigazione (codice D) nel quale sono presenti importanti informazioni quali lo stato di salute dei satelliti, le effemeridi (parametri per il calcolo delle orbite) e la deriva degli orologi di bordo. Un ricevitore GPS geodetico può effettuare due tipi di misure su entrambe le portanti L1 ed L2, cioè misure di codice e di fase. Il posizionamento GPS si può effettuare in varie modalità tra cui la modalità relativa che permette di raggiungere le massime precisioni (pochi millimetri) in quanto i sistemi di equazioni vengono risolti utilizzando le componenti dei vettori linea-di-base che, adeguatamente combinate, permettono di ridurre e/o eliminare una buona parte degli errori sistematici [Hofmann-Wellenhof, et al. 2008]. Inoltre, le misure possono essere ottenute da applicazioni statiche o cinematiche [Cina, 2001]. Il grande sviluppo tecnologico degli ultimi decenni ha reso possibile la realizzazione di strumenti di rilievo geodetico e topografico ad alta precisione, compatti e maneggevoli, caratterizzati da notevole facilità di utilizzo, versatili e spesso corredati da software ad elevate prestazioni per l’acquisizione, la gestione e l’elaborazione dei dati. I moderni ricevitori vengono implementati con la capacità di immagazzinare un numero sempre più elevato di dati generalmente in memorie Compact Flash (CF) sempre più veloci (oltre 30 MB/s di transfer rate) e della capienza che raggiunge e supera i 4Gb, il numero dei canali supera la ventina ed i firmware sono dotati di tecniche spettrali e di filtraggio in grado di distinguere la maggior parte del codice P (Precision o Protected) criptato poiché destinato ad applicazioni militari. Attualmente, non si parla più solo di sistemi GPS, ma di sistemi GNSS (Global Navigation Satellite Systems) in quanto esistono altre costellazioni di satelliti artificiali come il GLONASS ed il nascente sistema Galileo. I moderni ricevitori, dunque, sono in grado di captare in contemporanea almeno i segnali delle due principali costellazioni (GPS e GLONASS). Inoltre, è interessante notare che il numero attuale dei satelliti GPS è di 31 grazie alla vita media superiore alle aspettative dei satelliti di ormai vecchia generazione. In questi ultimi anni molti Enti o Università italiane e straniere impegnate in studi geofisici a carattere geodinamico e geodetico, hanno lavorato alla realizzazione di reti GPS di monitoraggio continuo con lo scopo di ottenere risultati affidabili ad alta precisione e di costruire una struttura adatta alla definizione di un sistema di riferimento stabile. I dati GPS acquisiti in continuo su reti appositamente realizzate, dotate di procedure automatiche di acquisizione, trasmissione e analisi dei dati, rappresentano un potente mezzo per studiare le deformazioni del suolo di origine tettonica e vulcanica, consentendo avanzamenti significativi nella ricerca geofisica e geodetica. I prodotti che derivano dalla realizzazione delle reti permanenti sono vari e generalmente si possono riassumere come segue: la produzione di soluzioni giornaliere e settimanali di coordinate delle stazioni della rete; la produzione di soluzioni di velocità e di deformazione; l’archivio di dati GPS; divulgazione dei prodotti e risultati delle reti GPS. Grazie alla presenza di una copertura di reti permanenti a scala regionale del territorio italiano è inoltre più semplice la pianificazione e realizzazione di sottoreti atte agli studi di fenomeni locali che necessitano una geometria a più stretta maglia, per esempio con linee di base di alcune decine di chilometri o inferiori. È infatti possibile contare su una ricca banca dati, e quindi utilizzare le soluzioni già disponibili per orientare i risultati in un corretto sistema di riferimento senza introdurre necessariamente nel data processing dati appartenenti a stazioni troppo distanti e quindi senza affrontare soluzioni troppo eterogenee in termini di linee-di-base. In questo lavoro vengono descritte le caratteristiche tecniche di materializzazione, messa in funzione e analisi dati di una stazione GPS su edificio atta al monitoraggio di precisione del fenomeno della subsidenza che affligge in particolar modo alcune zone della città di Bologna per effetto di fenomeni antropici come l’estrazione di idrocarburi e lo sfruttamento di falde acquifere. Uno dei progetti seguiti dalla Sezione INGV di Bologna, infatti, si propone di apportare un significativo miglioramento della conoscenza dei fenomeni locali di subsidenza tramite l’integrazione di informazioni già esistenti con nuove misure ottenute da 6 metodologie InSAR (Interferometric Syntetic Aperture Radar) e GPS. Per questo, è importante utilizzare una rete GPS che abbia le caratteristiche necessarie per fornire risultati affidabili e che sia oltretutto direttamente vincolabile al dato SAR perciò visibile nelle immagini radar. Da qui l’ulteriore necessità di monumentare le stazioni su edificio e di illustrare con precisione tutti i dettagli tecnici relativi alla stazione BLGN