Centro UTN QUIMOBI - Difusión Científica - Trabajos Presentados en Congresos
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Item Análisis preliminar del comportamiento de Azospirillum brasilense como promotora del crecimiento de Scenedesmus dimorphus para el tratamiento de efluentes combinados(2015-10-28) Cuello, María; Chamorro, Ester; Moheimani, NavidSe realizó la primera prueba del uso de la bacteria Azospirillum brasilense como promotora del crecimiento de Scenedesmus dimorphus. Se emplearon como medio de cultivo efluentes líquidos provenientes de dos orígenes: el lixiviado de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos, rico en metales (Mg, Ca, Zn) y el residuo líquido de la lechería Pampa Gringa, rico en compuestos nitrogenados y fosforados, ambos efluentes de la localidad de Lincoln, Provincia de Buenos Aires, Argentina. Se probó el comportamiento del alga en los efluentes solos (100% v/v) y en concentraciones de los mismos combinados (50%-50% y 75%-25% v/v de sendos efluentes). El cultivo se desarrolló en bioreactores de 500mL agitados sin aireación, con períodos de luz/oscuridad de 16h:8h, primero como proceso batch y luego semicontinuo. Se evaluó el crecimiento de la microalga sola y su comportamiento con la promoción de la bacteria en las mismas concentraciones de efluentes. La inoculación inicial de Azospirillum brasilense fue de 109cél/mL. La incorporación de la bacteria en todos los medios de cultivo mostró una mejora en productividad de biomasa de S. dimorphus, reflejada en la tasa de crecimiento del alga, obtenida por recuento celular. Los resultados preliminares indicarían que la formación de estos consorcios alga-bacteria, maximizarían tanto la generación de biomasa para la posterior extracción de metabolitos de interés comercial, como el tratamiento de efluentes con distinto origen y composición, lo que permitiría un manejo sustentable de los residuos producto de la actividad humana y un incremento en la rentabilidad de los cultivos microalgales. Posteriores estudios permitirían optimizar los consorcios en mayores volúmenes para ser llevados a su uso a escala comercial.Item Biorrefinería de cascarilla de arroz : tratamientos preliminares para la separación de sílice y celulosa(2021-10-16) Dagnino, Eliana Paola; Ruiz, Carlos; Chamorro, EsterUna biorrefinería se define como el uso optimizado de biomasa para obtener materiales, productos químicos, combustibles y aplicaciones de energía, donde el uso se relaciona con los costos, la economía, los mercados, el rendimiento, el medio ambiente, el impacto, el balance de carbono y los aspectos sociales. Más aún, la biorrefinería de biomasas que son consideradas residuos, propone aprovecharlos como materia prima para la obtención de productos de mayor valor. En este contexto, este trabajo tuvo como objetivo evaluar diferentes tratamientos de separación de sílice y celulosa de cascarilla de arroz (CA) y seleccionar el más apto para la posterior optimización de las variables que lo requieran. Se estudiaron tres tratamientos: A) CA con ácido acético y ácido nítrico; B) CA con solución de hidróxido de sodio y, C) CA con solución de hidróxido de potasio. El tratamiento A no cumplió con los objetivos, se obtuvo una recuperación de sólidos del 60% con una composición similar a la de partida. El tratamiento B mostró buenos resultados, se recuperó el 60 % de los sólidos con una composición de 98% celulosa y un líquido en el que se pudo recuperar el 76% de los inorgánicos de partida. Por último, el tratamiento C logró separar el 50% de los inorgánicos presentes en el material de partida, cumpliendo parcialmente con los objetivos. Posteriormente, se trabajó sobre el tratamiento B para evaluar las variables significativas y el rango de estudio en el que se realizará la optimización.Item Carboxymethylcellulose obtained from lignocellulosic waste and its use as a biopolymeric matrix(2023-06-04) Cáceres, Liliana Mariel; Tourn, Silvana; Ruiz, Carlos Raúl; Sequeira, Alfredo Fabián; Dagnino, Eliana PaolaThe increase in the rate of production and accumulation of solid waste and the search for sustainable environmental solutions imposes the need to introduce advanced technologies to manage it efficiently. In this context, this work aims to obtain carboxymethylcellulose (CMC) from lignocellulosic waste and later use it in the encapsulation of liquid smoke and essential oils. Thus, a product of higher value can be obtained from an abundant and readably available waste product of northeastern Argentina`s agroforestal industry. Rice husk samples for this research were provided by a local company. The rice husk was treated in a biorefinery scheme (Acid hydrolysis, 0.3% w/V, 150°C, 30 min; followed by organosolv treatment, NaOH-ethanol-water, 160°C, 60min, and alkaline treatment). Subsequently, CMC was obtained, esterifying the unbleached cellulose obtained from the mentioned raw material, using a modification of the Druvacell method. The unbleached cellulose is pretreated with isopropanol and sodium hydroxide to promote fiber swelling and ionization of hydroxyl groups, and subsequently esterification with monochloroacetic acid. On the other hand, bio-oil was obtained by pyrolysis, at 400 °C for 120 min, from exhausted Schinopsis balansae (quebracho colorado) sawdust and the water-soluble fraction produced was refined, representing 34.6% based on the residual biomass fed. Finally, the refined fraction was characterized, to identify the improvement and its quality as liquid smoke to be encapsulated. The CMC obtained was used as a component, together with sodium alginate, of a biopolymeric matrix to encapsulate the water-soluble liquid smoke and hydrophobic essential oil. The raw material was characterized by determining its structural components, the substituent groups in CMC were recognized by FTIR and the degree of substitution was determined. In the production of microcapsules, using standard methods the performance and efficiency of the process were determined. On the other hand, the post-treatment rice husk is composed of 94% cellulose, and the rest is lignin and remaining inorganics. From it, it was possible to obtain a crude CMC with a purity greater than 70% and a degree of substitution greater than 0.6. The microencapsulation results show average yields greater than 55% and efficiencies greater than 90% for both encapsulated substances. With this work carried out, a very abundant residue could be valorized by obtaining CMC and using it in the microencapsulation of two chemically different substances. Good yields and efficiencies were obtained with liquid smoke [1] and essential oil [2], with comparable results with other authors.Item Co-cultivo de Chlorella pyrenoidosa y Scenedesmus dimorphus con la bacteria Azospirillum brasilense en efluentes agroindustriales(2023-09-04) Cuello, María Carolina; Pila, Andrea Natalia; Schmidt, Roberto Martín; De Escalada Plá, Marina Francisca; Gori, JuanLa bacteria Azospirillum brasilense ha sido estu- diada co-inmovilizada con Chlorella sp. y ha sido propuesta como promotora del crecimiento algal. La finalidad de este estudio fue utilizar un medio de cultivo compuesto por Purín Vacuno y Suero de Queso y evaluar el efecto de la asociación de A. brasilense con cada una de las microalgas Scenedesmus dimorphus y Chlorella pyrenoidosa en la producción de biomasa, metabolitos y depuración del medio. Los microorganismos fueron cultivados libres en fotorreactores de 1L con agitación, en 50v/v Purín Vacuno/Suero de Queso, sin esterilizar ni diluir, con fotoperíodo 12:12 horas luz/oscuri- dad, durante 7 días. Los cultivos de S. dimorphus con y sin la bacteria alcanzaron la fase estacionaria al cuarto día. Al sexto día, sólo el cultivo de C. pyrenoidosa y A. brasilense en consorcio seguía creciendo. En la composición bioquímica se des- taca que la cantidad de lípidos en la biomasa de S. dimorphus cultivada en consorcio con la bacteria (167 mg/L) es superior a cuando es cultivada sola (126 mg/L). Lo opuesto sucede entre los cultivos de C. pyrenoidosa (127 mg/L y 161 mg/L para C. pyrenoidosa + A. brasilense y C. pyrenoidosa sola, respectivamente). El resultado obtenido no indica que exista promoción significativa del crecimiento de S. dimorphus por parte de A. brasilense, sin em- bargo, y coincidiendo con la bibliografía, Chlorella sp. sí muestra un mayor crecimiento y reducción de nutrientes cuando es cultivada en consorcio con A. brasilense.Item Cultivo de microalgas en efluentes combinados : una oportunidad para una sustentabilidad rentable(2015-10-08) Cuello, María Carolina; Regeiro, Daniela; Gori, Juan Ignacio; Chamorro, EsterEl desarrollo de tecnologías innovadoras, cuyo objeto sea reducir la contaminación ambiental tratando los efluentes urbanos, agrícolas o industriales, debe enfocarse en la sinergia de costos. Esto se logra acoplando los servicios del tratamiento con procesos productivos (Trivedi, Aila et al. 2015). Las microalgas son capaces de reducir concentraciones peligrosas de nitrógeno y fósforo en aguas residuales a través de la asimilación de dichas sustancias en la generación de biomasa celular, y luego de cosechadas (separadas del agua), ofrecen el beneficio adicional de ser una fuente de materia prima para la producción de metabolitos de interés comercial (Vílchez, Garbayo et al. 1997, Zeng, Guo et al. 2015). Los componentes de microalgas son actualmente considerados valiosos bio-productos, con un amplio rango de aplicaciones (Bharathiraja, Chakravarthy et al. 2015). El alto contenido lipídico de la biomasa algal hace de ésta, una materia prima promisoria para la producción de biodiesel (Chisti 2007, Hena, Fatimah et al. 2015), mientras que los pigmentos y proteínas tienen aplicaciones nutracéuticas y farmacéuticas (Del Campo, Moreno et al. 2000, Spolaore, Joannis-Cassan et al. 2006). Los pigmentos carotenoides son considerados uno de los más importantes grupos de compuestos.Item Determinación de las condiciones iniciales de encapsulado de aceite esencial de pomelo por emulsificación acoplada a gelificación iónica externa(2016-11-02) Cáceres, Liliana Mariel; Zambón, Silvia; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester RamonaActualmente el uso de nuevas tecnologías como la encapsulación, ayudan a conservar la estabilidad física y química de ciertas sustancias, permitiendo su liberación controlada en el medio en el que se encuentran. De esta manera, estos compuestos pueden ser incorporados a los alimentos aprovechando sus propiedades como conservantes, saborizantes y aromatizantes, entre otras. Los aceites esenciales son un ejemplo de estos aditivos alimentarios sensibles a los agentes físicos ambientales como la luz, altas temperaturas, agua y oxígeno, por lo que su encapsulación, mejora su manipulación y aprovechamiento. Una de las técnicas más utilizadas es la gelificación iónica empleando alginato de sodio como agente encapsulante. Con esta metodología se obtienen partículas con diámetros comprendidos entre 5 y 5000 micrómetros, pero con formas y rendimientos que difieren según el método utilizado. Como metodología alternativa se utiliza la emulsificación acoplada a la gelificación iónica lo que permite obtener partículas más esféricas y con mejoras en el rendimiento, especialmente cuando se requiere la encapsulación de aceites esenciales. El objetivo de este trabajo es analizar las condiciones iniciales de encapsulación de aceite esencial de pomelo (rico en limoneno) con el método de emulsificación acoplada a gelificación iónica externa. Se preparó una emulsión con una solución de alginato de sodio al 1,5% y aceite de pomelo, con agitación a 1500 rpm. Se dosificó la emulsión con una bomba dosificadora a jeringa programable (velocidad de 15 gotas por minuto). Se utilizó como solución reticulante cloruro de calcio al 2% y tiempo de reticulado de una hora y media. Las variables a tener en cuenta en este estudio, fueron: altura de caída de la gota de aceite (2, 5 y 10 cm), diámetro y características de la aguja dosificadora (0,4 y 0,5 mm con o sin bisel). Se estableció la relación entre las variables y la forma final de las partículas mediante la observación de la forma y tamaño de las partículas en microscopio óptico con campo cuadriculado de 1000 micrones de lado. El rendimiento reflejó el porcentaje de cápsulas obtenidas de acuerdo a la cantidad de material utilizado y la eficiencia de encapsulado se calculó mediante la determinación del contenido de aceite esencial en las cápsulas por cromatografía gaseosa con el método de estándar interno. Se observaron tres formas de partículas: ovoide, lágrima y esféricas. A través del análisis estadístico se determinó que las mejores condiciones fueron: una altura de caída de gota de 5 cm con una aguja sin bisel de 0,4 mm de diámetro obteniéndose partículas esféricas de 1000 micrómetros de diámetro. El rendimiento medio y eficiencia de encapsulado, en estas condiciones fueron del 50%Item Determinación de las condiciones iniciales para la formación de cápsulas de alginato de sodio mediante gelificación iónica(2017-09-13) Sella, Gisele; Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester RamonaLa encapsulación es una técnica utilizada para contener sustancias de interés en otra, llamada matriz. Lo que se busca es la protección del componente de utilidad, o bien, la liberación controlada del mismo en un determinado ambiente y momento. En este estudio se ha evaluado la formación de la matriz de la cápsula, libre de cualquier compuesto activo, mediante extrusión y goteo con aguja, de alginato de sodio 1,5% p/p sobre una solución de cloruro de calcio 2% p/v. Se utilizó una velocidad de goteo de 90 ml/h y un tiempo de reticulación de una hora y media. Mediante un diseño experimental se evaluó la influencia de altura de goteo (2, 5 y 10 cm) y el calibre de aguja utilizados (25 y 27 G), en la forma final de las cápsulas. Se definió 2 cm de altura y aguja 27 G como mejores condiciones. Luego, mediante secado a vacío (30 mmHg) y progresión de temperatura entre 70 y 90 °C, con aumento de 10 °C cada cuarenta minutos, se observó la formación de una costra, con retención de líquido en el interior.Item Efluentes como medio de cultivo para obtener biomasa microalgal una innovación posible por la interacción universidad-empresa-Estado(2021-10-16) Gualini, Fernando; Cuello, María Carolina; Pila, Andrea Natalia; Chamorro, Ester R.Los efluentes cloacales pueden ser utilizados como medio de cultivo de microorganismos fotosintéticos llamados microalgas. De la biomasa microalgal es factible extraer bioproductos de valor comercial, constituyendo una posible biorrefinería de residuos en sintonía con una economía circular, que precisa ser estudiada. El Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica, de la Facultad Regional Resistencia - Universidad Tecnológica Nacional, con experiencia en la temática, junto con la Empresa encargada del servicio de agua de la Provincia del Chaco, vieron la oportunidad de interactuar en un Proyecto para desarrollar una Planta Piloto de cultivo de microalgas en efluentes de la localidad de General San Martín, ubicada en el noreste de la misma provincia. De esta manera, profesionales del Centro y estudiantes avanzados de ingeniería química participaron en el diseño experimental, toma de muestras y cultivo en varias escalas de microalgas en un efluente real local. Luego de la toma de muestras y caracterización del efluente, se seleccionó la cepa de microalga que mejor se adapta al mismo y se cultivó para, luego de la separación de la biomasa, evaluar su composición bioquímica y potencial comercial. El Proyecto presentado fue avalado por el Municipio de la localidad de General San Martín y habiendo sido adjudicados fondos por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, se constituye en un proyecto pionero en la región en comenzar a evaluar una forma novedosa para el tratamiento de efluentes y el primer paso para un futuro escalamiento con vistas a una biorrefinería de microalgas.Item Estudios preliminares del tratamiento de efluentes urbanos con microalgas autóctonas(2019-08-16) Pila, Andrea Natalia; Cuello, María Carolina; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester RamonaLas localidades del interior del país enfrentan una gran problemática debido a la falta de tratamiento de efluentes urbanos. La biorremediación de dichos efluentes con microalgas fotosintéticas es una tendencia en aumento a nivel mundial. El objetivo del presente trabajo fue analizar la viabilidad de realizar una biorremediación de efluentes cloacales de la localidad de General San Martin (Chaco) utilizando microalgas y, evaluar la posibilidad de hacer una biorrefinería. El efluente utilizado fue recolectado de la localidad de General San Martín (Chaco. El cultivo se desarrolló a partir de una especie autóctona de microalga, identificada como Chlorella sp., presente en el efluente cloacal crudo. El cultivo de microalgas en el efluente cloacal se llevó a cabo en fotobiorrectores cerrados de 6 L en condiciones ambientales a lo largo del año. El crecimiento se evaluó mediante recuento celular, monitoreando el crecimiento de protozoos y las condiciones de cultivo (pH, temperatura e irradiación). Al final del experimento, el cultivo de microalgas fue separado mediante decantación. El concentrado obtenido fue filtrado y luego secado en estufa de vacío a 60ºC y 0,25atm de presión absoluta. La biomasa cosechada fue caracterizada mediante la determinación de lípidos, proteínas, carbohidratos y cenizas. Los resultados obtenidos nos indicarían que es posible realizar el cultivo de microalgas en el efluente cloacal estudiado sin esterilizar ni diluir. Debido a la estabilidad que demostró frente a sus competidores biológicos, es posible pensar en su utilización como método de tratamiento. Los resultados indican que sería factible realizar el tratamiento a lo largo del año.Item Evaluación de la capacidad de remoción de nitrógeno y fósforo por parte de microalgas y bacterias inmovilizadas(2015-11-25) Zaballa, Ignacio José. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Cátedra de Bioquímica; Argentina; Regeiro, Daniela. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica - Biológica; Argentina; Cuello, María Carolina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica - Biológica; Argentina; Vaccaro, Raúl Ernesto. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Catedra de Economía; Argentina; Chamorro, Ester. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica - Biológica; Argentina; RibaudoEl crecimiento de los cultivos vegetales se encuentra limitado por el abastecimiento de nutrientes minerales, dentro de los cuales se destacan el nitrógeno (N) y el fósforo (P), tanto por la magnitud de su demanda, como por su variabilidad en el suelo. En contraposición, ambos nutrientes se encuentran en niveles que frecuentemente, resultan contaminantes tanto en aguas provenientes de residuos sólidos urbanos (RSU), como de efluentes de las distintas actividades ganaderas. Actualmente, el uso de microalgas se ofrece como una tecnología en continuo crecimiento para la biorremediación de aguas residuales, en especial para la remoción de N y P. En cuanto al uso de bacterias heterótrofas, el tratamiento biológico actualmente más difundido, es la biodigestión de efluentes, el cual provee una buena descomposición y remoción del carbono orgánico, pero tiene poca capacidad de remoción de los nutrientes inorgánicos como N y P. La combinación de bacterias con microalgas (autótrofas) puede superar esta limitación y asimilar eficientemente estos nutrientes. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la capacidad de remoción de N y P del agua, por parte de bacterias del género Pseudomonas (PAC) y de microalgas del género Chlorella, y su posterior utilización como fertilizante para los cultivos. Se llevó a cabo un ensayo de 168 h de duración, con un muestreo diario para determinar la evolución en la biorremediación de ambos nutrientes. Los microorganismos fueron inmovilizados dentro de una matriz tridimensional biodegradable, y colocados en un medio Bold´s Basal (BB) modificado con N y P, para lograr dosis equivalentes a las presentes en aguas provenientes de RSU. Se utilizaron los siguientes tratamientos: PAC, Chlorella, y su combinación (PAC+Chlorella), mantenidos en cámara de cultivo con temperatura (30 º C ± 2), fotoperiodo (16-8 h), y en aireación constante durante todo el ensayo. El experimento se realizó por duplicado. Se tomaron muestras diarias del sobrenadante del medio BB para la determinación colorimétrica del contenido de N-NO3 y de P. Los microorganismos inmovilizados fueron recuperados a los 7 días, y utilizados para un bioensayo sobre plántulas de tomate de 30 días (n=10), cultivadas en bandejas alveoladas conteniendo arena/vermiculita (1:1). Se determinó en las mismas el efecto sobre la promoción del crecimiento vegetal. Los resultados obtenidos reflejaron una reducción en el contenido de P, que a las 48 h alcanzó valores del 64 al 75 % para los distintos tratamientos. Con respecto a la evolución del contenido de N-NO3, se obtuvo también a las 48 h de iniciado el ensayo una reducción del 90 %, para todos los tratamientos. El máximo de producción de biomasa algal, fue de entre 1,8 y 2 g/L, tanto en cantidad de células como en el peso seco, y ocurrió a los 5 días de iniciado el cultivo. En cuanto a la evaluación de la promoción del crecimiento en plántulas de tomate, se observó un incremento en el peso seco de raíces del 20 al 23 % para los tratamientos que incluyeron a la bacteria. El tratamiento del medio BB modificado con N y P, fue depurado en forma significativa a las 48 h de iniciado el ensayo. Estos resultados son coincidentes con los hallados por otros autores. La bacteria por sí misma, fue capaz de remover el exceso de N y P. La promoción del crecimiento en tomate, se observó solo en los tratamientos en que PAC estuvo presente, y podría deberse a un efecto hormonal ejercido por la bacteria, que se reflejó principalmente en un aumento de la parte radical.Item Evaluación del potencial energético del bio-oil y el bio-char de biomasa residual de las industrias forestales del NEA(2022-06-24) Tourn, Silvana; Dagnino, Eliana Paola; Sequeira, Alfredo Fabián; Morales, Walter Gustavo; Chamorro, Ester R.Las industrias forestales de la región generan alrededor de 850 tn/día de aserrín de quebracho colorado agotado. Este residuo puede convertirse en biocombustibles con mayor densidad energética a partir de la pirólisis. Los biocombustibles pueden aprovecharse para alimentar las calderas de las mismas industrias y reducir costos. En este trabajo, se estudió mediante método estadístico de optimización, la pirólisis de biomasa residual a escala laboratorio. En el método estadístico de optimización experimental, se utilizó un modelo factorial (3k). Para esto, se mantuvieron constantes, la masa de aserrín en 6 g, el flujo del gas inerte (N2) en 14,5 ml/min y la temperatura a 550°C (con una rampa de calentamiento de 30°C/min). Los factores que se variaron fueron, el tamaño de partículas del aserrín y el tiempo de retención de pirólisis. Los resultados indicaron que no existen diferencias significativas en el rendimiento de los biocombustibles al variar los factores mencionados. El reactor de lecho fijo presentó un rendimiento de producto líquido del 49,7%, sólido del 23,8% y gas del 26,5%. Luego se caracterizaron los productos sólidos y líquidos de pirólisis, con el objetivo de evaluar su aprovechamiento como fuente energética en el sistema. El Poder Calorífico Superior (PCS) del producto líquido resultó de 31,5 MJ/kg con una densidad de 1,05 kg/dm3, pH de 2 y una humedad de 81,23%. El bio-char presentó un PCS de 29,45 MJ/kg y el análisis inmediato realizado arrojó 74,8% de carbono fijo. El análisis elemental del bio-char indicó 0,64% de N, 75,75% de C, 3,47% de H y 20,14% de O. A partir de estos resultados es posible verificar que el bio-char es un combustible más estable, pero con propiedades energéticas inferiores a las del producto líquido. El producto líquido de pirólisis presenta un mayor valor añadido, sin embargo, las características físicas revelan la necesidad de refinarlo para su posterior uso en calderas y hornos industriales.Item Ficorremediacion de purín vacuno y suero de quesería como alternativa simple de tratamiento de efluentes para pequeños productores queseros(2021-05-12) Cuello, María Carolina; Pila, Andrea Natalia; Chamorro, Ester R.El tratamiento de efluentes agroindustriales a base de microalgas puede potencialmente lograr más eficiencia con menores costos de gestión que los procesos convencionales en las industrias lácteas pequeñas y medianas, donde no se encuentran implementados tratamientos de aguas residuales. El presente estudio analizó el desempeño en mesocosmos de Scenedesmus dimorphus y Chlorella pyrenoidosa en mezclas de Purín Vacuno (PV) y el Suero Ácido de Queso (SAQ). Los resultados reportados aquí indican no solamente que es posible tratarlos con microalgas sino que la combinación de ambos efluentes permite superar los principales obstáculos reportados para el tratamiento de cada uno de estos dos efluentes por separado. El mejor resultado lo obtuvo Scenedesmus dimorphus en una mezcla del 50% de cada uno de los efluentes mencionados, eliminando el 90% de P-PO4, el 96% de N-NO3 y el 70% de N-NH4, dominando el cultivo en todo momento.Item Levulinic acid obtention from lignocellulosic waste of agroforestry-industrial of different origins(2023-08-04) Ruiz, Carlos Raúl; Sequeira, Alfredo Fabián; Dagnino, Eliana PaolaWorldwide, since last decade levulinic acid (LA) was one of the most sought-after chemical precursors. Lignocellulosic waste of agroforestry-industrial origin like rice hulk, sawdust, and cotton stubble are pointed as raw material for this work, at the same time those lignocellulosic wastes are abundant in Argentina´s northeastern. Report about the evaluation of LA obtention reaction using different raw materials obtained in different treatment steps and maintaining the same operation conditions is the main objective of this work. This objective aims to demonstrate the technical feasibility to obtain LA from a lignocellulosic waste biorefinery scheme. The reaction was running in a cylindrical steel reactor (AISI 316) provided with a manometer and a security valve to ensure the maximum pressure work. The reactor was heated indirectly in a heat-resistant silicone bath. The raw material used were rice hulk (pretreated to extract hemicellulose, lignin, and inorganic compounds), Prosopis nigra sawdust (pretreated to extract lignin and others), and cotton stubble (two fractions one rich in the ground cotton husk and other rich in cotton fiber). The cellulose content was evaluated in each one of these raw materials since this is the main substrate to obtain LA. All raw materials were treated with a sulfuric acid solution 5% w/V, using an 8% solid-liquid rate, and heated to 180°C for 40 minutes (the maximum reaction pressure was 11atm). LA identification and quantification were made in an HPLC, using a sugars and organic acids detection column, a UV detector, and IR to determine unconverted hydrolyzed sugars. The reaction yield was calculated from the LA/cellulose ratio for each of the raw materials. The LA obtained for each raw material was: fractions rich in ground cotton husk 23,38g/L with a reaction yield LA/cellulose 58.85%, fraction rich in cotton fiber 24,44g/L with a reaction yield LA/cellulose 39,67%, pretreated rice hulk 36,01g/L with a reaction yield LA/cellulose 47,88% and pretreated Prosopis nigra sawdust 21,24 g/L with a reaction yield LA/cellulose 47,41%. Based on the results obtained, it is possible to say the LA obtention reaction shows, for each raw material, high yields compared with other studies reported. This could be possible due to the lignocellulosic waste biorefinery scheme used and the application of pretreatments to the raw materials except for the fraction rich in cotton fiber that shows poorer results. These results demonstrate the technical feasibility to obtain LA from a lignocellulosic waste biorefinery scheme. In future works, the seeking of optimal reaction conditions and the possibility to use catalysts in order to improve the LA obtention reaction ratio will be accessed.Item Microcápsulas conteniendo aceite esencial de pomelo y su aplicación en alimentos(2022-09-07) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester R.Los aceites esenciales presentan propiedades que los hacen excelentes aditivos alimentarios aportando sabores y aromas en todo tipo de alimentos. Sin embargo, estos compuestos presentan alta volatilidad e inestabilidad química en presencia de aire, luz, humedad y altas temperaturas. Una forma de limitar la degradación o pérdida de aroma durante el procesamiento y almacenamiento es la encapsulación de estos compuestos incorporando una matriz polimérica que lo proteja y forme un ambiente capaz de controlar su interacción con el exterior. El alginato es uno de los hidrocoloides más utilizado como polímero de pared con propiedades que incluyen espesamiento, estabilización, suspensión, formación de película y de gel. Asimismo, experimenta una transición de sol-gel independiente de la temperatura en presencia de cationes multivalentes aprovechada en el proceso de gelificación iónica, donde se reticula el hidrogel con una solución del cloruro de calcio. El objetivo de este estudio fue obtener microcápsulas secas de aceite esencial de pomelo al 2% y al 10% p/p en matrices de alginato de calcio por gelificación iónica externa y extrusión. Se obtuvieron rendimientos alrededor del 50% y una eficiencia superior al 90%. Se aplicó un secado al vacío y se midieron sus liberaciones controladas del aceite esencial contenido en medio alcohólico, manteniendo su liberación durante 10 días aproximadamente. Por último, se emplearon ambas microcápsulas en dos alimentos: masitas y bombones de chocolate, se realizó un análisis sensorial y se analizaron los resultados utilizando la prueba de rangos de Friedman para la concentración de sabor y la preferencia en la degustación.Item Microencapsulación de aceite de pomelo por gelificación iónica externa y extrusión de alginato(2018-10-24) Cáceres, Liliana Mariel; Vargas, Rocío; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester RamonaSe estudió la encapsulación del aceite de pomelo con alto contenido de limoneno por gelificación iónica externa acoplada a una extrusión, utilizando alta carga de aceite. Se encontró que la concentración de la solución reticulante de cloruro de calcio y tiempo de curado tienen cada uno una influencia significativa en la eficiencia y el rendimiento de encapsulación. Se obtuvieron capsulas esféricas con una eficiencia máxima de 53,01% y un rendimiento del 89,15% con concentración de cloruro del calcio del 20%p/p y 3 minutos de curado. Se modelizó el proceso encontrando las ecuaciones de optimización de las variables respuesta.Item Microencapsulacion de aceite esencial de pomelo en matriz de alginato con agregado de lignina y silice(2021-10-04) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester R.En la actualidad es de suma importancia el uso de tecnologías limpias, como así también, el aprovechamiento de subproductos y residuos industriales. El objetivo de este trabajo es la microencapsulación de aceite esencial de pomelo, subproducto del proceso de elaboración de jugos, en matriz de alginato de sodio por extrusión y gelificación iónica externa, con el agregado de sílice y lignina, componentes de la cáscara de arroz (residuo agrícola en Argentina). Las pruebas fueron realizadas agregando, a la matriz de alginato la lignina (0,2; 0,5 y 0,8% p/p) y sílice (0,5; 0,8 y 1,0% p/p) en forma independiente. El aceite esencial fue ensayado al 2% y la extrusión se realizó con bomba jeringa para la formación de las microcápsulas. El análisis se llevó a cabo por espectrometría UV y cromatografía gaseosa. Los mejores rendimientos fueron 67% con lignina al 0,8%, y 58% con sílice al 1,0%, observándose diferencias significativas. No se observaron diferencias significativas en las eficiencias (99% con lignina y 97% con sílice). La liberación controlada máxima con lignina se da a los 5 días y con sílice a los 15 días. La microscopía óptica y SEM muestran que las microcápsulas son esféricas, con diámetros de hasta 2 mm con una red pareja de reticulación. Se logró una mejora en el rendimiento y la liberación controlada del compuesto activo. Esta propuesta brinda una solución al problema de conservación y manipulación del principio activo y una opción para empresas que promuevan una producción con residuo cero.Item Obtención de carboximetilcelulosa a partir de celulosa de cascarilla de arroz(2022-09-08) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola; Velasco, Gustavo Adolfo; Sequeira, Alfredo FabiánLa biomasa lignocelulósica residual representa una valiosa fuente de materiales poliméricos de interés industrial debido a su origen renovable y biodegradabilidad de sus subproductos. En la zona del noreste argentino se encuentra gran cantidad de esta biomasa en forma de cascarilla como consecuencia del descascarillado del grano de arroz. Actualmente trabajamos en la obtención de productos de alto valor agregado (celulosa, lignina y sílice) a partir de los componentes de la biomasa de cascarilla de arroz bajo el concepto de biorrefinería y tendiendo a residuo cero. La carboximetilcelulosa (CMC) es el más importante éter derivado de la celulosa con aplicaciones en la industria alimentaria como estabilizante, espesante, emulsionante, antiaglomerante, y fibra dietética debido a su poder absorbente y gelificante. En este trabajo nos proponemos obtener CMC eterificando la celulosa sin blanquear obtenida a partir de la cascarilla de arroz empleando una modificación del método Druvacell. La celulosa sin blanquear es pretratada con isopropanol e hidróxido de sodio para promover el hinchamiento de las fibras y la ionización de los grupos hidroxilos, y luego se realiza la eterificación con ácido monocloroacético. Se utilizaron distintas concentraciones de hidróxido de sodio y de ácido para observar sus efectos en la pureza y el grado de sustitución de la CMC obtenida. Se realizó también un análisis de espectrometría infrarroja para reconocer los grupos sustituyentes del producto final. Se logró obtener una CMC cruda con una pureza mayor al 70% y un grado de sustitución mayor a 0,6.Item Obtención de micropartículas mesoporosas de SiO2 a partir de residuos de la industria arrocera(2023-10-19) Tourn, Silvana; Mamana, Nadia; Barolín, Sebastián; Roldán, María Virginia; Pellegri, NoraLa producción nacional de arroz deja como residuo hasta 600.000 t anuales de cáscara de arroz. Este residuo de alto contenido en SiO2 puede aprovecharse como materia prima para la obtención de partículas de esta composición que podrían ser empleadas en las industrias químicas, electrónicas y de la construcción. La obtención de partículas de sílice puede llevarse a cabo de manera sencilla y económica a partir de un proceso de descomposición térmica controlada. Los parámetros del proceso están íntimamente relacionados con las características de la materia prima utilizada, por lo cual deben ser ajustados específicamente en cada caso. Adicionalmente para el diseño del proceso de obtención deben considerarse las características esperadas para la sílice (estructura cristalina, tamaño, porosidad, etc.) según su aplicación. Objetivo: A partir de estas consideraciones, en este trabajo se propone el estudio de la obtención de partículas de SiO2 a partir de cáscara de arroz generada como residuo de la industria arrocera de la región del NEA (Chaco-Corrientes). Para la obtención de partículas SiO2 se usó como materia prima cáscara de arroz con distintos tratamientos previos: 1) Cáscara de arroz lavada con HCl 0,1 M, 2) Char de cáscara de arroz y 3) Char de cáscara de arroz lavado con HCl 0,1 M. El char es el producto sólido que se obtiene de la pirólisis convencional de la cáscara de arroz. Todos estos productos se trataron térmicamente a 600°C y posteriormente se homogeneizó el tamaño de partículas mediante porfirizado en mortero de ágata. Se suspendieron los polvos en agua destilada y se agregó solución 1M de HCl hasta pH 1 con agitación mecánica continua. Luego de 2 h de agitación se separó el polvo del líquido sobrenadante, se lavó con agua destilada hasta pH neutro y se secó en estufa a 30 ºC. Los materiales obtenidos se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de energías dispersivas (EDS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Resultados: Todos los polvos obtenidos resultaron ser de color blanco. A partir de estudios por SEM, para todas las muestras, se observaron partículas de SiO2 de tamaños menores a 50 µm y resultaron con bajo nivel de contaminantes inorgánicos según ensayos de EDS. Las imágenes de TEM mostraron que las partículas son porosas, con diversas morfologías y no poseen estructura cristalina ordenada.Item Optimización de la obtención de microcápsulas de aceite esencial de pomelo por gelificación iónica(2019-08-16) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Chamorro, Ester RamonaLa microencapsulación es definida como una tecnología de empaquetamiento de materiales sólidos, líquidos o gaseosos y actualmente es aplicada con éxito en la industria alimentaria, biotecnológica y farmacéutica. Se la utiliza como método de protección de principios activos sensibles a factores externos y pueden liberar su contenido a velocidades controladas. De esta manera, estos compuestos pueden ser incorporados a distintos productos, aprovechando sus propiedades antimicrobianas, conservantes, saborizantes o aromatizantes, entre otras. Los aceites esenciales son compuestos susceptibles a la luz, al agua y al oxígeno, por lo que su encapsulación, mejora su manipulación y aprovechamiento. En este trabajo se optimizó el proceso de microencapsulación del aceite esencial de pomelo con alginato de sodio por gelificación iónica externa acoplada a una extrusión. Se utilizó alginato de sodio al 1% p/v y carga de aceite esencial del 2% p/p. Se determinó el punto óptimo con concentración de cloruro de calcio del 10% p/v con tiempo de reticulación de 45 minutos. En estas condiciones la eficiencia media fue de 95,89±0,04%, y el rendimiento medio de 56,87±1,2%Item Optimization of the soda-ethanol delignification in the biorefinery of rice husk(2015-11-23) Dagnino, Eliana Paola; Felissia, Fernando; Chamorro, Ester; Area, MaríaLignocellulosic materials are an interesting alternative to obtain products with high added value, such as bioethanol, food and cosmetics additives, and adhesives, among many others. Rice hulls (RHs) is an abundant residue in the Argentine Northeast region (provinces of Corrientes, Entre Rios, Santa Fe, Formosa and Chaco). Rice production in Argentina in 2012/13 reached 1,397,242 tons, of which about 20% was RHs [1]. RHs is composed of 48.7% carbohydrates (34.1% cellulose and 14.6% hemicelluloses), 17.2% and 1.8% of insoluble and soluble lignin acid respectively, 15% of inorganic components, and others [2], so the application of the biorefinery concept, i.e. the separation and valorization of its individual components, is of high interest. Delignification of RHs pretreated with acid (previously optimized process) [2] was carried out using an organosolv soda-ethanol process. This treatment is advantageous since the reaction is faster, it uses smaller amount of soda than the conventional soda process, and the ethanol can be recovered and reused. A Central Composite Experiment Design of two variables with three replicas of the center point was used. Soda concentrations between 9 and 17g per liter, and ethanol concentrations between 46 and 60% were evaluated. The liquor was placed in a reactor of AISI 316 stainless steel of 180ml, with a closing screw gauge. It was heated in a heat resistant silicone bath to 160°C. The reaction time was 60min, and it was necessary around additional 25min to reach 160°C. The mixture was then cooled in a cold water bath and filtered through a 100 mesh sieve. The solid was washed repeatedly to remove the remaining solution. The concentration of residual lignin (NREL process/TP-510-42618) in the pretreated solid was measured as response variable and delignification relative to initial lignin was calculated on this basis. The results were analyzed using multivariate analysis of variance (ANOVA). Statgraphics statistical software was used, with a level of significance of 95%. The adjusted model explained the 92% of the variability. Both variables showed significant effect (p ≤ 0.05) on the residual lignin in the treated solid. The percentage of delignification ranged from 63% in the treatment with 13g/l NaOH and 46% EtOH; to 87% in the treatment with 13g/l NaOH and 53% EtOH. The optimal response corresponded to 13g/l NaOH (center point) and 50% EtOH (-0.8 as coded variable), with a 3.26% theoreticalvalue of the residual lignin in the solid pretreated and an 87.9% of deslignification. In conclusion, the sequence acid / soda-ethanol allowed hemicelluloses extraction in the first stage and lignin extraction in the second stage. The residual solid was composed almost entirely of cellulose with approximately 25% of inorganic components, which will be separated in future studies, to fully implement the biorefinery concept