Centro UTN QUIMOBI - Difusión Científica - Trabajos Presentados en Congresos
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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 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 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 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 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 Preliminary tests of production of cellulosic bioethanol for testing simultaneous hydrolysis and fermentation(2015-11-23) Arismendy, Ana María; Felissia, Fernando; Area, María; Chamorro, EsterIt is necessary to find valid renewable sources that do not compete with food production at affordable costs and alternatives, to help alleviate the exhaustion of fossil fuels. Cellulosic biomass can be chemically or enzymatically hydrolyzed and then the sugars obtained fermented with yeasts to produce ethanol. The possibility of hydrolysis and fermentation simultaneous presents the advantage like, prevents inhibition of enzymes, reduces the risk of pollution and decreases production costs. The drawback is that the optimum temperature for the enzyme treatment is about 50°C, while the corresponding fermentation is close to 32°C Rice husks, lignocellulosic waste of rice production, are abundant in the Argentina NEA region and an excellent raw material for the bioethanol production because it has a high cellulose content. In order to realize in the future enzymatic hydrolysis and fermentation in one step with rice husks, it have been performed preliminary tests of enzymatic hydrolysis on Whatman filter paper N°1 at temperatures below the optimum (32°C), and subsequent fermentation with four different yeast, Saccharomyces cerevisiae, Candida tropycalis, Candida guilliermondii and Candida kefir, at the same temperature. The selection of yeast was performed according to specific criteria. Candida kefir can bear temperatures up to 37°C, which was taken like feasible alternative for realizing of simultaneous process in the future at high temperatures. The Candida and Saccharomyces work at 32°C, but also have affinity for 5-carbon sugars such as xylose, which are present in small amounts if the material has been pretreated with acid to remove hemicellulose. The filter paper characterization was determinated through amount of moisture, and ash and then was realized the hydrolysis during 72 hours at 32ºC on a rotary shaker, using enzymes, like celullases of Trichoderma reseei and celobiasses of Aspergillus níger. The subsequent fermentation was performed in the supernatant of the hydrolysis, supplemented with nutrients and the four yeasts listed above for 24 hours at 32 ° C, with the same stirring used. The amount of glucose obtained in the hydrolysis was determinate by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) with refractive index (IR) detector. In the hydrolysis at 32°C the cellulose conversion to glucose was 81%. The results of ethanol generated by the fermentation were determinated by HPLC and the percentaje of ethanol obtained of each fermentation with each yeast were of 66.22% for Saccharomyces cerevisiae, Candida kéfyr 50.15%, Candida guilliermondii 45% and Candida tropycalis 61.47%. The results show that all yeasts generated ethanol, even when the fermentation time was only 24 hours. In the hydrolysis at 32°C were obtained encouraging results, as in fermentation for 24 hours at the same temperature. Based on these results was realized the simultaneous processing with rice hulks to 48 hours with temperatures between 35 and 37°C.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 conceptItem 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 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.