A study on the Probabilistic Interval-based Event Calculus

Η Αναγνώριση Σύνθετων Γεγονότων είναι το πεδίο εκείνο της Τεχνητής Νοημοσύνης το οποίο αποσκοπεί στο σχεδιασμό και την κατασκευή συστημάτων τα οποία επεξεργάζονται γρήγορα μεγάλες και πιθανώς ετερογενείς ροές δεδομένων και τα οποία είναι σε θέση να αναγνωρίζουν εγκαίρως μη τετριμμένα και ενδιαφέροντα συμβάντα, βάσει κατάλληλων ορισμών που προέρχονται από ειδικούς. Σκοπός ενός τέτοιου συστήματος είναι η αυτοματοποιημένη εποπτεία πολύπλοκων και απαιτητικών καταστάσεων και η υποβοήθηση της λήψης αποφάσεων από τον άνθρωπο. Η αβεβαιότητα και ο θόρυβος είναι έννοιες που υπεισέρχονται φυσικά σε τέτοιες ροές δεδομένων και συνεπώς, καθίσταται απαραίτητη η χρήση της Θεωρίας Πιθανοτήτων για την αντιμετώπισή τους. Η πιθανοτική Αναγνώριση Σύνθετων Γεγονότων μπορεί να πραγματοποιηθεί σε επίπεδο χρονικής στιγμής ή σε επίπεδο χρονικού διαστήματος. Η παρούσα εργασία εστιάζει στον PIEC, έναν σύγχρονο αλγόριθμο για την Αναγνώριση Σύνθετων Γεγονότων με τη χρήση πιθανοτικών, μέγιστων διαστημάτων. Αρχικά παρουσιάζουμε τον αλγόριθμο και τον ερευνούμε ενδελεχώς. Μελετούμε την ορθότητά του μέσα από μια σειρά μαθηματικών αποδείξεων περί της ευρωστίας (soundness) και της πληρότητάς του (completeness). Κατόπιν, παραθέτουμε εκτενή πειραματική αποτίμηση του υπό μελέτη αλγορίθμου και σύγκρισή του με συστήματα πιθανοτικής Αναγνώρισης Γεγονότων σε επίπεδο χρονικών σημείων. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο PIEC επιδεικνύει σταθερά καλύτερη Ανάκληση (Recall), παρουσιάζοντας, ωστόσο κάποιες απώλειες σε Ακρίβεια (Precision) σε ορισμένες περιπτώσεις. Για τον λόγο αυτόν, εμβαθύνουμε και εξετάζουμε συγκεκριμένες περιπτώσεις στις οποίες ο PIEC αποδίδει καλύτερα, καθώς και άλλες στις οποίες παράγει αποτελέσματα υποδεέστερα των παραδοσιακών μεθόδων σημειακής αναγνώρισης, σε μια προσπάθεια να εντοπίσουμε και να διατυπώσουμε τις δυνατότητες αλλά και τις αδυναμίες του αλγορίθμου. Τέλος, θέτουμε τις γενικές κατευθυντήριες γραμμές για περαιτέρω έρευνα στο εν λόγω ζήτημα, τμήματα της οποίας βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη.Complex Event Recognition is the subdivision of Artificial Intelligence that aims to design and construct systems that quickly process large and often heterogeneous streams of data and timely deduce – based on definitions set by domain experts – the occurrence of non-trivial and interesting incidents. The purpose of such systems is to provide useful insights into involved and demanding situations that would otherwise be difficult to monitor, and to assist decision making. Uncertainty and noise are inherent in such data streams and therefore, Probability Theory becomes necessary in order to deal with them. The probabilistic recognition of Complex Events can be done in a timepoint-based or an interval-based manner. This thesis focuses on PIEC, a state-of-the-art probabilistic, interval-based Complex Event Recognition algorithm. We present the algorithm and examine it in detail. We study its correctness through a series of mathematical proofs of its soundness and completeness. Afterwards, we provide thorough experimental evaluation and comparison to point-based probabilistic Event Recognition methods. Our evaluation shows that PIEC consistently displays better Recall measures, often at the expense of a generally worse Precision. We then focus on cases where PIEC performs significantly better and cases where it falls short, in an effort to detect and state its main strengths and weaknesses. We also set the general directions for further research on the topic, parts of which are already in progress

Life cycle assessment of plastic waste and energy recovery

Data availability: Data will be made available on request.Copyright © 2023 The Authors. Plastics are essential in our economy and everyday life. However, plastic pollution is a global concern. To address this issue, the European Strategy for Plastics in a Circular Economy was adopted in January 2018. Attention has been raised to the entire life cycle of products, with legislation stating that plastic used throughout the design phase to manufacturing and packaging phases needs to be recyclable by 2030. This study evaluates selected plastic material categories and technologies carrying out a review of Life Cycle Assessment (LCA) analysis from literature. The literature review was carried out, the indicator units for impact categories among the investigated mid-point methodologies as well as the conversion factors for the metrics harmonization were provided and finally a detailed analysis of the environmental impact of several types of plastics was carried out for two options in the waste hierarchy, which are through disposal by sending waste to landfills and incineration with energy recovery. The disposal, treatment and recycling of 2.2 tonnes of general plastic waste including non-recyclable material delivered to a recycling facility was considered for comparison with these methods. An assessment of the comparative advantages of each practice was conducted. The potential for energy recovery was highlighted.European Union's H2020 programme ETEKINA and iWAYS under grant agreement numbers 768772 and 958274, respectively

Waste heat recovery solution based on a heat pipe heat exchanger for the aluminium die casting industry

Data availability: Data will be made available on request.Copyright © 2022 The Authors. An analysis of the end use of energy in the EU reveals that industry is one of the three dominant categories, which accounts for 26.1% of the final end use of energy. In the case of the aluminium industry, approximately 70% of energy consumption is due to heat and thermal processes, highlighting a vast potential for waste heat recovery technologies. Within the aluminium die casting industry, liquid aluminium is cast, formed, cooled, and further processed within a thermal heat process, which includes three sub-processes: solubilising, quenching, and ageing. In the case presented, a thermal heat process is the second most energy intensive process within the factory, and the ageing heat treatment furnace accounts for 15% of the thermal heat process. The thermal heat treatment generates a significant amount of waste heat. The recovery of that waste heat, with minimal risk of cross contamination between streams and reduced chance of equipment failure, has been achieved via the use of a heat pipe heat exchanger (HPHE). The HPHE has been designed, manufactured, and installed in the solution furnace exhaust stack. The HPHE was designed to recover up to 88.6 kW in steady state operating conditions at 400 °C. The return on investment has been evaluated at 35 months with an expected CO2 emissions reduction of 86 tCO2/year when best engineering practices are applied. Furthermore, a theoretical modelling tool to predict the thermal performance of the HPHE was developed and validated within a ±20% deviation from the experimental results. This paper further presents the development of the theoretical model to allow a characterisation of HPHE technology and will act as a guideline for the design of HPHEs within the aluminium industry.European Commission and the partners of the European H2020 project “Heat pipe technology for thermal energy recovery in industrial applications” (https://www.etekina.eu/, H2020-EE-2017-PPP- 768772). Additional information is available in the project Web page www.etekina.eu or www.etekina.com

Structure and metabolic potential of the prokaryotic communities from the hydrothermal system of Paleochori Bay, Milos, Greece

IntroductionShallow hydrothermal systems share many characteristics with their deep-sea counterparts, but their accessibility facilitates their study. One of the most studied shallow hydrothermal vent fields lies at Paleochori Bay off the coast of Milos in the Aegean Sea (Greece). It has been studied through extensive mapping and its physical and chemical processes have been characterized over the past decades. However, a thorough description of the microbial communities inhabiting the bay is still missing.MethodsWe present the first in-depth characterization of the prokaryotic communities of Paleochori Bay by sampling eight different seafloor types that are distributed along the entire gradient of hydrothermal influence. We used deep sequencing of the 16S rRNA marker gene and complemented the analysis with qPCR quantification of the 16S rRNA gene and several functional genes to gain insights into the metabolic potential of the communities.ResultsWe found that the microbiome of the bay is strongly influenced by the hydrothermal venting, with a succession of various groups dominating the sediments from the coldest to the warmest zones. Prokaryotic diversity and abundance decrease with increasing temperature, and thermophilic archaea overtake the community.DiscussionRelevant geochemical cycles of the Bay are discussed. This study expands our limited understanding of subsurface microbial communities in acidic shallow-sea hydrothermal systems and the contribution of their microbial activity to biogeochemical cycling

The Beginning of the End of Matter: Three Moments in the History of an Idea, 1547-1713

The notion of matter had been invariably used in philosophical discussions from the High Middle Ages down to early modern times. In this long history of its usage, however, one cannot fail to notice a rather radical semantic shift. What was originally the relational notion of the Peripatetic ὕλη, or Thomist materialitas, which was reserved for the proximate substrate of enmattered phenomena [λόγοι ἔνυλοί], gave way to the absolute notion for the totality of the world as external [res extra me posita], to the point where questioning the existence of matter became equivalent to a skepticism in regards to the existence of a mind-independent world tout court. The following study presents three key moments in this tumultuous historical development of matter, from being a constitutive part of things, to becoming a thing in itself, to be finally reduced to nothing. Accordingly, the arc of this story begins with the popular Renaissance understanding of ὕλη rooted as it was in Aquinas and Averroës and expounded by Alessandro Piccolomini (Chapters I-II); it then segues into the Cartesian matter posited besides the thinking substance (Chapter III); and closes with George Berkeley declaring matter an empty and even contradictory notion (Chapter IV). This developmental story suggests that each thinker, in deciding which aspects of experience he was going to be realist about, was inevitably influenced by the specific theoepistemic values he was operating within. It will become clear that each iteration in this gradual vanishing of matter was embedded in larger œconomies of ideas, axioms, and intuitions each of which came with their proper metaphysical anthropology; the boundaries drawn between mind and matter, self and world; and, ultimately, the degree to which material things could be known at all. Aquinas felt compelled for conceptual as well as doctrinal reasons to make the human mind rely on an external material world for both its world-directed and reflexive functions. Though always turned to (convertendo ad) the world of particulars as the proper and immediate object of the intellectus, however, the postlapsarian man could never know a subsistent thing by its essence, including his own self, at least not in vita præsentia. But when we reach Descartes, we find him thinking in terms of the new values emerging in his day: the historical urgency for a rational demonstration of the immortality of the soul; new perceived ways divine benevolence can be cashed out; and the ambient epistemic optimism about finding certainty in nature. Descartes will raise the thinking self to a first principle of knowledge, and the like level of intuitive certainty afforded introspectively he will raise it to a first principle of being: conceivability becoming the true mark of existence, actual or potential. To make this cogito metaphysically possible, however, Descartes had to reconfigure the traditional distinctions between mind-thought, self-world. So the reader of the Meditationes (1641) is asked to relinquish a mindset that had taken the existence of the external world as intuitively evident, but left the immortality of the soul be settled by revelation, and enter another where the self could identify itself with its immortal cogitative part but which leaves the existence of anything outside of it uncertain or inconclusive. Consequently, the existence of matter that was admitted as an indemonstrable postulate in premodern times (Ch. I-II), would stand as a demonstrable theorem in the modern (Ch. III.IV). Ultimately, this seemed to have set off a process of dematerialization or spiritualization of the world that would not be completed until all ideas had been purged of their material counterpart in the real world, culminating in the first modern immaterialist (or absolute idealist) view arrived at independently by George Berkeley (1710, 1713) and Arthur Collier (1713). In his time, Berkeley (Chapter IV) found that original notion of a material substratum to have receded further away from our grasp, towards the vanishing point of any possible characterization. Confronted with such featurelessness, Berkeley urges the doctrine of matter be dropped entirely in the name of an all inclusive mode of existence in two voces: thinking and being thought, percipere et percipi

Hydrometallurgical recovery of metals from waste printed circuit boards

Τhe increasing use of electrical and electronic devices leads the mining and processing of raw materials to a critical situation. The industry of electronics uses a great quantity of the mined metal, especially in the production of printed circuit boards (PCBs). Meanwhile, the mining industry fails to meet the needs of the market. As a result, alternative sources of mining, i.e., secondary raw materials, are sought. Waste electrical and electronic equipment (WEEE) is an alternative source of raw material that metallurgical industry has turned to as it is rich in base and precious metals. The applied processes for recycling materials from WEEE are based on pyrometallurgical methods. However, such methods tend to be outdated, due to environmental restrictions set by legislation. In recent years, significant research has been conducted for the development of alternative methods which are environmentally friendly and economically feasible, such as hydrometallurgical methods. This thesis is a first approach to the development of an integrated hydrometallurgical method for the treatment of PCB waste and the recovery of high-value metals, initially on a laboratory and then on a pre-semi-industrial scale. The thesis focused more on the recovery of copper and tin, an important metal with three times the commercial value of copper and inadequate prior research, and on the production of a leached residue, enriched in gold and silver. Despite the fact that this residue could be treated by the established cyanosis method, the recovery of gold and silver from it was also studied, though in less depth, for reasons of completeness and using a different approach. The material used in the present study was a dust, trapped in bag filters during the crushing of PCB waste. The dust was of particle size of less than 0.2 mm and of chemical composition similar to that of the PCBs waste given in the literature. It was received by ECORESET S.A., a greek WEEE recycling company. For the recovery of tin from the material, sulfuric acid (H2SO4) and hydrochloric acid (HCl) were tested as leaching agents. Factors studied included the acid’s concentration, the pulp density, the addition of oxidizing agent (H2O2) and sodium chloride (NaCl), the temperature and the residence time. The recovery achieved was as high as 95%. The tin was extracted from the pregnant solution by hydrolysis and precipitation, the efficiency of which was 98%.For the recovery of copper from the residue of tin leaching, sulfuric acid (H2SO4) and hydrochloric acid (HCl) were tested as leaching agents. Factors studied included the acid’s concentration, the pulp density, the oxidizing agent’s concentration (H2O2), the addition of sodium chloride (NaCl) and the residence time. Copper was extracted from the leached liquor by solvent extraction, using ACORGA M5640. The total recovery of copper exceeded 95%.In the residue of copper leaching, silver existed in the form of chloride salt. Silver chloride was reduced to metallic using an alkalic hydrazine solution, as reducing agent. The factors studied included hydrazine’s concentration, the sodium hydroxide concentration, the temperature and the residence time. Metallic silver was leached in nitric acid (HNO3) in the presence of hydrogen peroxide (H2O2). The total silver recovery exceeded 80%.For the recovery of gold from the residue of silver leaching, aqua regia was tested as leaching agent. The factor studied was the pulp density. Gold was extracted from the pregnant solution by reduction and precipitation. Hydrazine was used as a reducing agent. The total gold recovery was 98%.Based on the laboratory results, a flowsheet was developed and tested in a pilot plant, constructed for this purpose, at a pre-semi-industrial scale. The pilot plant results confirmed those produced on a laboratory scale.Τις τελευταίες δεκαετίες, η αυξανόμενη χρήση ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών οδήγησε την εξόρυξη και την επεξεργασία πρώτων υλών σε μια κρίσιμη κατάσταση. Μεγάλο μέρος των μεταλλικών πρώτων υλών κατευθύνεται στη βιομηχανία ηλεκτρικών ειδών και, συγκεκριμένα, στην παραγωγή πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (ΠΤΚ). Τα απόβλητα ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών ειδών (ΑΗΗΕ) είναι μια εναλλακτική πηγή εξόρυξης πρώτων υλών, στην οποία έχει κατευθυνθεί η βιομηχανία, καθώς είναι πλούσια σε βασικά και πολύτιμα μέταλλα. Για την ανακύκλωση και επαναφορά των πρώτων υλών από τα ΑΗΗΕ στην παραγωγική διαδικασία ακολουθούνται διεργασίες, που βασίζονται σε πυρομεταλλουργικές μεθόδους. Ωστόσο, τέτοιες μέθοδοι τείνουν να ξεπεραστούν λόγω των περιβαλλοντικών περιορισμών, που τίθενται από τη νομοθεσία. Τα τελευταία χρόνια πραγματοποιείται σημαντική έρευνα για τη μελέτη και εφαρμογή εναλλακτικών μεθόδων, φιλικών στο περιβάλλον, και οικονομικά βιώσιμων, με το μεγαλύτερο ενδιαφέρον να επικεντρώνεται στις υδρομεταλλουργικές μεθόδους.Η παρούσα διατριβή αποτελεί μια πρώτη προσέγγιση για τη διερεύνηση της δυνατότητας ανάπτυξης μιας ολοκληρωμένης υδρομεταλλουργικής μεθόδου για την επεξεργασία αποβλήτων ΠΤΚ και την ανάκτηση μετάλλων υψηλής αξίας από αυτά, αρχικά σε εργαστηριακή και, στη συνέχεια, σε προ-ημι-βιομηχανική κλίμακα.Υπό το πρίσμα της ζήτησης της αγοράς, της οικονομικής τους αξίας και της περιορισμένης έρευνας τους, ειδικότερα όσον αφορά στον κασσίτερο, η διατριβή επικεντρώθηκε στην ανάκτηση του κασσιτέρου και του χαλκού και στην τελική παραγωγή ενός στερεού υπολείμματος εκχύλισης, εμπλουτισμένου σε χρυσό και αργυρό, το οποίο θα μπορούσε να επεξεργαστεί με τις καθιερωμένες μεθόδους για τα μέταλλα αυτά. Ωστόσο, πραγματοποιήθηκε μελέτη και για την ανάκτηση του χρυσού και του αργύρου για λόγους πληρότητας του ερευνητικού προγράμματος, η οποία, όμως, ήταν επιφανειακή. Ως πρώτη ύλη για την παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκε στερεό υλικό κοκκομετρίας μικρότερης από 0,2mm. Πρόκειται για εγκλωβισμένη σκόνη από σακκόφιλτρα, που προέκυψε κατά τη θραύση αποβλήτων ΠΤΚ και παρελήφθη από τοπική εταιρία ανακύκλωσης ΑΗΗΕ με ονομασία ECORESET Α.Ε.Για την εκχύλιση του κασσιτέρου από την πρώτη ύλη, μελετήθηκε η χρήση θειικού οξέος (H2SO4) και υδροχλωρικού οξέος (HCl) ως μέσων εκχύλισης, η συγκέντρωση τους, η πυκνότητα πολφού, η προσθήκη οξειδωτικού μέσου (H2O2), η προσθήκη χλωριούχου νατρίου (NaCl), η θερμοκρασία και ο χρόνος εκχύλισης. Η ανάκτησή του κασσιτέρου από το κυοφορούν διάλυμα επετεύχθη με προσθήκη υδροξειδίου του νατρίου (NaOH) και καταβύθιση σε pH = 3,0. Για εκχύλιση με 6Ν HCl, σε 30% πυκνότητα πολφού, με προσθήκη NaCl, για θερμοκρασία περιβάλλοντος και χρόνο εκχύλισης τις 24h, η συνολική ανάκτηση του κασσιτέρου υπερέβη το 94%. Για την ανάκτηση του χαλκού από το στερεό υπόλειμμα της εκχύλισης του κασσιτέρου μελετήθηκε η χρήση θειικού οξέος (H2SO4) και υδροχλωρικού οξέος (HCl) ως μέσων εκχύλισης, η συγκέντρωση τους, η πυκνότητα πολφού, η συγκέντρωση του οξειδωτικού μέσου (H2O2), η προσθήκη χλωριούχου νατρίου (NaCl) και ο χρόνος εκχύλισης. Η ανάκτησή του χαλκού από το κυοφορούν διάλυμα πραγματοποιήθηκε με εξαγωγή στον οργανικό διαλύτη ACORGA M5640. Για εκχύλιση με 2Μ HCl, σε 10% πυκνότητα πολφού, με προσθήκη Η2Ο2 και NaCl, για θερμοκρασία περιβάλλοντος και χρόνο εκχύλισης τις 24h, η συνολική ανάκτηση του χαλκού ξεπέρασε το 95%. Ο άργυρος στο στερεό υπόλειμμα της εκχύλισης του χαλκού με υδροχλωρικό οξύ και οξειδωτικό μέσο βρισκόταν σε μορφή χλωριούχου άλατος, AgCl. Για την ανάκτηση του αργύρου από το στερεό υπόλειμμα, απαιτείται ένα στάδιο αναγωγής του σε μεταλλικό άργυρο και ένα στάδιο διαλυτοποίησης του μεταλλικού αργύρου σε διάλυμα νιτρικού οξέος (HNO3). Για την αναγωγή του χλωριούχου αργύρου σε μεταλλικό, με χρήση υδραζίνης (Ν2Η4) ως αναγωγικό μέσο, μελετήθηκε η συγκέντρωση της υδραζίνης, η συγκέντρωση του υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), ο χρόνος και η θερμοκρασία. Για την διαλυτοποίηση, μελετήθηκε η επίδραση της προσθήκης οξειδωτικού μέσου. Για αναγωγή με χρήση διαλύματος 0,5Μ σε Ν2Η4 και 0,5Μ σε NaOH, με 10% πυκνότητα πολφού, σε θερμοκρασία 80οC και χρόνο 120min, και διαλυτοποίηση σε διάλυμα 4Μ σε ΗΝΟ3 και 0,5Μ σε Η2Ο2, με 10% πυκνότητα πολφού, θερμοκρασία περιβάλλοντος και χρόνο 250min, η συνολική ανάκτηση του αργύρου ήταν άνω του 80%. Για την εκχύλιση του χρυσού από το υπόλειμμα της εκχύλισης του αργύρου, μελετήθηκε η πυκνότητα πολφού. Για την ανάκτηση του χρυσού από το κυοφορούν διάλυμα, δι’ αναγωγής και καταβύθισης με προσθήκη υδραζίνης, μελετήθηκε η συγκέντρωση της υδραζίνης. Για εκχύλιση σε διάλυμα βασιλικού ύδατος (3HCl:1HNO3), με 5% πυκνότητα πολφού, θερμοκρασία 90οC και χρόνο 3h και αναγωγή με προσθήκη 0,1Μ Ν2Η4, η συνολική ανάκτηση του χρυσού ήταν 99%.Μετά τη μελέτη και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων, αναπτύχθηκε διάγραμμα ροής με βάση τα βέλτιστα αποτελέσματα, το οποίο εφαρμόσθηκε σε πιλοτική μονάδα προ-ημι-βιομηχανικής κλίμακας. Τα αποτελέσματα επαλήθευσαν την εργαστηριακή μελέτη χωρίς σημαντικές αποκλίσεις