Оцінка ефективності вирощування енергетичних культур як джерело біопалива

Energy crops are grown for energy purposes. Traditionally energy crops are corn and sugarcane which are grown for industrial scale ethanol, rapeseed for producing biodiesel, annual and perennial grasses, for example cane, miscanthus, cereal straw, as well as fast-growing tree crops for biomass production. The most interesting for the temperate climate zone of Europe are the fast-growing willow species. The interest in growing energy crops, which can be used as a renewable energy source, in European countries arose in the 1970s, which was related with rising prices for traditional energy sources. The growth of energy crops has been fueled by political decisions at the international level, in particular by documents such as the Renewable Energy Development Plan for Europe and the Kyoto Protocol. After some recession, landing areas for energy crops in the EU and North America have been stabilized. The fastest growing willow occupies the largest area in Europe. The average yield of willow wood in our experiments was about 50 tons per hectare at a moisture content of 45%, with a three-year biomass harvest cycle or 9.2 tons per year and dry matter from 9 to 15 tons per year per dry biomass, in depending on the conditions of cultivation, soil, clone. The weighted average cost of one ton of willow wood with a moisture content of 10% at an area of 100 hectares of plantation for its lifetime (22 years) will be $30.5. The cost of growing willow, transporting and shredding timber at a plantation area of 30 hectares is about$ 510 per hectare. About half of all biofuel production costs are depreciation deductions for the operation of special planting and harvesting equipment. The expansion of the plantation area 3–4 times compared to the base variant (30 hectares) allows to increase the profitability of energy production by 30–50%. The return on initial costs required to organize a willow plantation depends on the use of biomass. When replacing wood with traditional energy sources (natural gas), according to our calculations, the simple payback period is 3.8 years and the discounted time is 4.7 years, which corresponds to the time of harvesting the first biomass crop. With the direct sale of biomass on the market in the payback period increases to 6–11 years, which corresponds to the second or third harvesting period (with a three-year cycle). The unit cost of energy derived from willow wood is lower relatively to other energy crops, but 1.5 times and 1.8 times higher than that of natural marsh vegetation and straw, respectively. However, the additional interest in planting willow is due to their conservation value. The main indicators for calculating cost-effectiveness have been taken experimentally. The higher combustion heat of the above-ground part of the willow tree stand averaged 18500 kJ/kg. This is in line with the results obtained by other researchers for willow wood. The maximum specific heat of combustion of willow wood according to the results of experiments carried out in Sweden ranged from 18.3 to 19.7 MJ/kg, depending on the harvesting time and the willow clones. Therefore, we can confidently say that to grow energy willow is expediently and cost-effectively.Енергетичні культури вирощуються для енергетичних потреб. Традиційно енергетичними культурами є кукурудза і цукровий очерет, які вирощуються для виробництва етанолу в промислових масштабах, ріпак для отримання біодизеля, однорічні та багаторічні трави: наприклад, очерет, міскантус, солома зернових культур, а також швидко зростаючі деревні культури для виробництва біомаси. Для помірного кліматичного поясу Європи найбільший цікавість представляють швидкорослі види верби. Цікавість до вирощування енергетичних культур, біомаса яких може бути використана як відновлювальне джерело енергії, в європейських країнах виник в 70-ті роки минулого століття, що було пов’язано з ростом цін на традиційні енергоносії. Зростання площ енергетичних культур стимулювався політичними рішеннями на міжнародному рівні, зокрема такими документами як План розвитку відновлюваної енергетики в Європі та Кіотський протокол. Після певного спаду, площі посадок енергетичних культур в країнах ЄС та Північної Америки стабілізувалися. Найбільш значні площі в Європі займає швидкозростаюча верба. Середня врожайність деревини верби в наших експериментах склала близько 50 тонн з гектара при вологості 45%, при трирічному циклі збору біомаси або 9,2 тонни в перерахунку на рік і на суху речовину від 9 до 15 тонн на рік в перерахунку на суху біомасу, в залежності від умов вирощування, ґрунту, клону. Середньозважена собівартість однієї тонни деревини верби вологістю 10% при площі енергетичної плантації 100 га за термін її експлуатації (22 роки) складе 30,5 долара. Витрати на вирощування верби, транспортування і подрібнення деревини при площі плантації 30 гектарів складають близько 510 доларів в розрахунку на гектар. Близько половини всіх витрат на виробництво біопалива складають амортизаційні відрахування на експлуатацію спеціальної посадкової і збиральної техніки. Розширення площ плантації в 3–4 рази в порівнянні з базовим варіантом (30 гектар) дозволяє збільшити рентабельність виробництва енергії на 30–50%. Окупність початкових затрат необхідних для організації плантації верби залежить від напрямів використання біомаси. При заміні деревиною традиційних енергоносіїв (природний газ) за нашими розрахунками простий термін окупності становить 3,8 року і дисконтований – 4,7 року, що відповідає часу збирання першого врожаю біомаси. При безпосередньому продажі біомаси на ринку в термін окупності збільшується до 6–11 років, що відповідає другому або третьому терміну збирання (при трирічному циклі). Собівартість одиниці енергії отриманої з деревини верби, нижче по відношенню до інших енергетичних культур, але в 1,5 рази та в 1,8 рази вище, ніж відповідно з біомаси природного болотної рослинності і соломи. Тим не менш, додатковий інтерес до посадки верби обумовлюється їх природоохоронним значенням. В якості основних показників для розрахунку економічної ефективності приймалися результати, отримані експериментальним шляхом. Вища теплота згоряння надземної частини деревостану верби в середньому склала 18500 кДж/кг. Це відповідає результатам, отриманим для деревини верби іншими дослідниками. Максимальна питома теплота згоряння деревини верби за результатами експериментів проведених в Швеції склала від 18,3 до 19,7 МДж/кг, в залежності від строків збирання і клонів верби. Отже, можемо з впевненістю стверджувати, що енергетичну вербу, вирощувати доцільно і економічно вигідно

Математична модель утворення зубців циліндричної прямозубої передачі гіперболічним вихідним контуром

The aim of this work is to create a fundamentals of mathematical model which consists in definition of geometry of a generating surface and machining gearing for novel cylindrical spur transmission. The generating surface is considered as rack-cutter with teeth, which profiled by hyperbola – a curve which is smooth at whole addendum and dedendum parts of reference profile. The equations of teeth surfaces which help the basic performances of this generating surface surveyed, namely quadratic forms and normal curvatures in the given directions are presented. The equations of machining gearing which help to obtain the equations of surfaces of teeth which can be applied both for working surfaces and for their fillets are obtained. For these surfaces quadratic forms also defined. Boundaries of a contact zone are defined. The results obtained in a paper can be used for definition of quality indicators of serviceability of novel transmissions which will allow carrying out a comparative estimation of novel transmission with conventional one and with other types of transmissions.Представлено теоретичне дослідження внутрішньої геометрії виробної поверхні та верстатного зачеплення для утворення зубців циліндричних прямозубих передач нового типу. Виробна поверхня розглядається як інструментальна рейка з вихідним контуром, що спрофільовано гіперболою. Наведено рівняння поверхонь зубців інструментальної рейки, розглянуто основні характеристики цієї виробної поверхні, а саме квадратичні форми і нормальні кривизни в заданих напрямках. Представлено рівняння верстатного зачеплення, за допомогою якого одержано рівняння поверхонь зубців, як робочих так і перехідних. Для цих поверхонь також визначено коефіцієнти квадратичних форм та кривизни. Визначено межі поля зачеплення. Результати, одержані в статті, в подальшому можна використовувати для визначення якісних показників працездатності нового типу передач, що дозволить проводити їх порівняльну оцінку із традиційними та іншими видами передач

Effect of Ca addition on interface formation in Al(Ca)/Al2O3 composites prepared by gas pressure assisted infiltration

The aim of the work is to study interface formation between Al2O3 particles and Al(Ca) matrix in dependence of Ca content. Aluminium matrix composites (AMC) subjected to investigation were prepared by gas pressure assisted infiltration of alumina beds with aluminium-calcium alloys. It is shown that alumina particles in the AMC are covered with a monocaldum aluminates layer whose coherence increases with increasing amounts of Ca in the aluminium-calcium alloys. Moreover, Al4Ca intermetallic phases are formed with increasing Ca content and interconnect alumina particles. XRD confirms the presence of both CaAl2O4 and CaAl4O2 ternary phases. However, HRTEM analysis confirmed CaAl2O4 with a rather complex structure containing a high density of stacking faults. It appeared that annealing at 735 degrees C does improve consistency of interface for Al 2 waCa/Al2O3 AMC, but do not affect the thickness of the interface in dependence on annealing time. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved

Sister chromatid exchanges and micronuclei in peripheral lymphocytes of shoe factory workers exposed to solvents.

We examined sister chromatid exchanges (SCEs) and micronuclei (MN; cytokinesis-block method) in cultured peripheral lymphocytes from 52 female workers of two shoe factories and from 36 unexposed age- and sex-matched referents. The factory workers showed an elevated level of urinary hippuric acid, a biomarker of toluene exposure, and workplace air contained high concentrations of various organic solvents such as toluene, gasoline, acetone, and (in one of the plants only) ethylacetate and methylenediphenyl diisocyanate. The shoe factory workers showed a statistically significant higher frequency of micronucleated binucleate lymphocytes in comparison with the referents. This finding agreed with three preliminary MN determinations (each comprising 27-32 shoe workers and 16-20 controls) performed in one of the plants 2-5 years earlier. The shoe factory workers also had a lower average level of blood hemoglobin than the referents. In contrast, no difference was found between the groups in SCE analysis. Smokers showed significantly higher mean frequencies of SCEs per cell and high frequency cells (HFC) than nonsmokers. Aging was associated with increased MN rates and reduced cell proliferation. Polymorphism of the glutathione S-transferase M1 gene (GSTM1) did not affect the individual level of SCEs; but in smoking shoe workers an effect of the occupational exposure on the frequency of micronucleated cells could be seen only in GSTM1 null subjects. The low prevalence of the glutathione S-transferase T1 (GSTT1) null genotype precluded the evaluation of the influence of GSTT1 polymorphism. Our results show that the shoe factory workers have experienced genotoxic exposure, which is manifest as an increase in the frequency of MN, but not of SCEs, in peripheral lymphocytes. The exposures responsible for the MN induction could not be identified with certainty, but exposure to benzene in gasoline and methylenediphenyl diisocyanate may explain some of the findings

Адекватный менеджмент пациентов с дистрофинопатиями (мышечная дистрофия Дюшенна/Беккера): применение объективизирующих шкал и дополнительных методов исследования

There are still no guidlines on managment of Duchenne/Becker myodystrophy in domestic medical practice. It leads to decrease of quality of life and, what is more important, lifespan of patients. In this article we have described our Western coleagues lаst decade experience, including consensus guidelines published in 2010 on mаnаgment of Duchenne myodystrophy, supplemented with our practicle experience. We have described standardized motor development scale and muscle tone score for patients with MDD/MDB, and algorithm of multidiscipline care with focus on prevention, diagnosis and treatment of main disease and steroid therapy complications: cardiovascular, orthopedics, respirator etc. These recommendations not only improve quality of live and extend lifespan of MDD/MDB patients, but allow to take part in multicentre trials on searching of pathognomonic and symptomatic treatment.В отечественной медицинской практике отсутствует четкая стандартизация подходов к курации больных миодистрофией Дюшенна/Беккера (МДД/МДБ). Это зачастую приводит к снижению качества жизни пациентов и, что наиболее важно, уменьшению ее продолжительности. В статье отражен накопленный за последнее десятилетие опыт западных коллег, в том числе объединенный в соглашении консенсуса 2010 г. по курации пациентов с МДД, дополненный наблюдениями из собственной клинической практики. Описаны стандартные шкалы оценки степени ограничения моторных навыков и мышечной слабости у пациентов с МДД/МДБ, а также представлен алгоритм мультидисциплинарного подхода с фокусом внимания на профилактике, своевременной диагностике и лечении основных осложнений заболевания и терапии кортикостероидами: кардиоваскулярных, ортопедических, респираторных и т.д. Применение представленных рекомендаций позволяет не только значительно улучшить качество и продолжительность жизни пациентов с МДД/МДБ, но и участвовать в мультицентровых исследованиях с целью поиска патогномоничного и симптоматического лечения

Global urban environmental change drives adaptation in white clover.

Urbanization transforms environments in ways that alter biological evolution. We examined whether urban environmental change drives parallel evolution by sampling 110,019 white clover plants from 6169 populations in 160 cities globally. Plants were assayed for a Mendelian antiherbivore defense that also affects tolerance to abiotic stressors. Urban-rural gradients were associated with the evolution of clines in defense in 47% of cities throughout the world. Variation in the strength of clines was explained by environmental changes in drought stress and vegetation cover that varied among cities. Sequencing 2074 genomes from 26 cities revealed that the evolution of urban-rural clines was best explained by adaptive evolution, but the degree of parallel adaptation varied among cities. Our results demonstrate that urbanization leads to adaptation at a global scale

Profiling and imaging of forensic evidence – a pan-European forensic round robin study part 1: document forgery

The forensic scenario, on which the round robin study was based, simulated a suspected intentional manipulation of a real estate rental agreement consisting of a total of three pages. The aims of this study were to (i) establish the amount and reliability of information extractable from a single type of evidence and to (ii) provide suggestions on the most suitable combination of compatible techniques for a multi-modal imaging approach to forgery detection. To address these aims, seventeen laboratories from sixteen countries were invited to answer the following tasks questions: (i) which printing technique was used? (ii) were the three pages printed with the same printer? (iii) were the three pages made from the same paper? (iv) were the three pages originally stapled? (v) were the headings and signatures written with the same ink? and (vi) were headings and signatures of the same age on all pages? The methods used were classified into the following categories: Optical spectroscopy, including multispectral imaging, smartphone mapping, UV-luminescence and LIBS; Infrared spectroscopy, including Raman and FTIR (micro-)spectroscopy; X-ray spectroscopy, including SEM-EDX, PIXE and XPS; Mass spectrometry, including ICPMS, SIMS, MALDI and LDIMS; Electrostatic imaging, as well as non-imaging methods, such as non-multimodal visual inspection, (micro-)spectroscopy, physical testing and thin layer chromatography. The performance of the techniques was evaluated as the proportion of discriminated sample pairs to all possible sample pairs. For the undiscriminated sample pairs, a distinction was made between undecidability and false positive claims. It was found that none of the methods used were able to solve all tasks completely and/or correctly and that certain methods were a priori judged unsuitable by the laboratories for some tasks. Correct results were generally achieved for the discrimination of printer toners, whereas incorrect results in the discrimination of inks. For the discrimination of paper, solid state analytical methods proved to be superior to mass spectrometric methods. None of the participating laboratories deemed addressing ink age feasible. It was concluded that correct forensic statements can only be achieved by the complementary application of different methods and that the classical approach of round robin studies to send standardised subsamples to the participants is not feasible for a true multimodal approach if the techniques are not available at one location

Selling Money on Ebay: A Field Study of Surplus Division

We study the division of trade surplus in a competitive market environment by conducting a natural field experiment on German eBay. Acting as a seller, we offer Amazon gift cards with face values of up to 500 Euro. Randomly arriving buyers, the subjects of our experiment, make price offers according to eBay rules. Using a novel decomposition method, we infer offered shares of trade surplus and find that the average share proposed to the seller amounts to 29%. Additionally, we document: (i) insignificant effects of stake size; (ii) poor use of strategically relevant public information; and (iii) behavioural differences between East and West German subjects