Centro UTN QUIMOBI - Difusión Científica - Artículos de Revista

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    Microalgae lipid extraction : a novel lab-scale method within a biorefinery approach (fractioning)
    (2022-12-09) Pila, Andrea Natalia; Cuello, María Carolina; Schmitd, Roberto Martín; Chamorro, Ester R.
    La extracción y fraccionamiento de lípidos de microalgas ha sido objeto de estudio recurrente debido al valor de mercado de ciertas familias de lípidos (carotenoides y xantofilas) y la oportunidad que representan los aceites de microalgas para la obtención de biocombustibles. La mayoría de los métodos desarrollados para la extracción total de lípidos de microalgas requieren una posterior separación de las diferentes familias (lípidos neutros, lípidos polares) a cuantificar. Además, la mayoría de ellos utilizan disolventes tóxicos y caros. En el presente estudio, se probaron solventes menos tóxicos que son ampliamente utiliza dos en la industria, como hexano, acetona y etanol, en diferentes órdenes para la extracción de biomasa de microalgas de distinta composición y contenido de lípidos (es decir, tres niveles diferentes de estrés nutricional). También se presenta una comparación de los métodos propuestos por Bligh y Dyer, Folch y Hara y Radin. El nuevo método logra la extracción de lípidos totales de microalgas y la separación de las familias de lípidos simultáneamente.
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    Separation process optimisation and characterisation of lignin from black carob tree sawdust into a biorefinery
    (2020-02-09) Dagnino, Eliana Paola; Chiappero, Lucio; Nicolau, Verónica; Chamorro, Ester
    Biorefineries are meant to play a key role as regards both the complementation of energy sources and the integral exploitation of biomass. Wood residues left over from industrialisation have a high potential to obtain numerous bio-based products. The aim of this work was to obtain high quality and high purity lignin as well as a solid product rich in carbohydrates with not more than 10%ODW of the remaining acid-insoluble lignin. To achieve this goal, a soda-ethanosolv process was optimised for the delignification of washed black carob tree sawdust (WBCTS) using a central composite experimental design; afterwards, the time of reaction was adjusted. The optimum process (19.9% NaOH (ODW of WBCTS) and 58:42 EtOH:H2O) was found, and then the reaction time was adjusted to 80 min for a higher delignification (pretreated WBCTS with less than 10%ODW). Therefore, the lignin recovered from the liquor of the SodEt process is of high quality and good purity and, the IR spectrum of the lignin is consistent with GS lignins. The results found could be used to establish sustainable chains of high value of bio-based products obtained from black carob tree sawdust and by using low-impact technologies with low environmental impact which could be applied to biorefineries
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    Fraccionamiento secuencial de la cascarilla de arroz para la obtención de bioetanol y subproductos
    (2017-02-20) Dagnino, Eliana Paola; Área, María Cristina; Chamorro, Ester
    El presente informe es el resumen de los resultados de un trabajo de posdoctorado realizado en el Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica (QUIMOBI) de la Facultad Regional Resistencia, Universidad Tecnológica Nacional y en el Programa de Celulosa y Papel (PROCYP) de la , Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones. El tema de investigación es “Fraccionamiento secuencial de cascarilla de arroz para la obtención de bioetanol y subproductos.
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    Developing alternatives to hydrocarbon via pyrolysis and gasification of industry residual biomass
    (2023-08-01) Tourn, Silvana; Saires, Paula; Bertero, Melisa; Falco, Marisa; Chamorro, Ester R.
    Pyrolysis and gasification are thermal treatment processes using biomass to produce biofuels that can replace fossil fuels in industrial boilers and furnaces. This paper discusses the potential utilization of four types of residual biomass highly produced in the Argentina Northeast (NEA) region, i.e., rice husk, an agricultural waste rich in cotton husk, carob sawdust, and spent red quebracho sawdust, as raw material. Pyrolysis liquid product yields were 34–51 wt% and char yields were 29–40 wt%; tar represented 16–23 wt%. For gasification, gas yields were between 45.6 wt% and 65.7 wt%; as for tar, it represented 2.4–14.1 wt% of initial biomass, and char yields were 31.4–40.3 wt%. Characterization of all products was performed to clarify their potential applications. Bio-oils, i.e., aqueous fractions of pyrolysis liquid products, have high water content (77–88 wt%), that is why they have lower density and viscosity than tars, oil fractions of pyrolysis liquids. However, chemical stability of bio-oils may vary, and their heating values are much lower than the heating values from tars. Based on these, it is possible to concluded that tar is the product with increased added value and higher energy properties. Efficiency of gasification and heating values of the gases obtained were high for waste rich in cotton husk and spent red quebracho sawdust, suggesting a good potential for the utilization in gasification processes. Additionally, char composition and properties for all biomasses, from both process, show that it is feasible to use them in several new applications.
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    Study of liquor from hemicelluloses separation process in black carob tree sawdust biorefinery
    (2022-05-13) Dagnino, Eliana Paola; Ruiz, Carlos; Chamorro, Ester Ramona; Sequeira, Alfredo Fabián
    Este trabajo de investigación utilizó como materia prima aserrín de algarrobo negro pretratado, residuo abundante en la región del Nordeste Argentino y su objetivo fue optimizar la tercera etapa de un proceso de biorrefinería. El pretratamiento ácido en los procesos de biorrefinería se utilizó para extraer la máxima cantidad de hemicelulosas, retener la mayor concentración de celulosa en el sólido pretratado y evitar la degradación de los azúcares contenidos en el licor de proceso. Usando un diseño de experimentos central compuesto, se logró la optimización de la extracción de hemicelulosa de aserrín de algarrobo negro lavado parcialmente deslignificado. Los resultados del diseño central compuesto, con dos repeticiones del punto central, han demostrado que es posible obtener licor con un rendimiento de 2,9 % de glucosa solubilizada, 54,5 % de xilosa solubilizada y 0,3 % de xilosa degradada, mediante un proceso óptimo utilizando 1,5 % de H2 SO4 , 7,7 % de sólidos durante 15,0 min.
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    Evaluación del potencial energético de los productos líquidos de pirólisis de residuos agroforestoindustriales del NEA
    (2022-09-07) Tourn, Silvana; Saires, Paula; Bertero, Melisa; Falco, Marisa; Chamorro, Ester R.
    La economía industrial de la región NEA se basa en las actividades agropecuarias y forestales. Los residuos derivados de estas actividades son significativos y pueden valorizarse. La pirolisis estos residuos, es un tratamiento utilizado para la producción de biocombustibles que pueden emplearse en hornos y calderas del sector. En este trabajo se analiza el potencial de cuatro biomasas residuales del NEA (cascarilla de arroz, rastrojo de algodón, aserrín de algarrobo y aserrín de quebracho colorado agotado) como materia prima para el proceso de pirólisis. El rendimiento de los productos líquidos se encontró entre 34%p y 51%p, y el de los sólidos entre 29%p y 40%p; el tar representó entre el 16%p y el 23%p de los productos líquidos. Se caracterizaron los productos líquidos para dilucidar sus usos. La identificación y cuantificación de los componentes se realizó por cromatografía gaseosa (GC-FID y GC MS). También se hizo análisis elemental, determinación de humedad, pH, densidad y poder calorífico. La composición varió según la biomasa de origen. Debido al alto contenido de agua de los bio-oils (fracción acuosa de los productos líquidos) (entre 77 %p y 88 %p), presentan menor densidad y viscosidad que los tars (fracción oleosa), lo que facilita la atomización en su potencial uso como combustible; sin embargo, no son lo suficientemente estables químicamente, y presentan poderes caloríficos más bajos que los tars y que los combustibles fósiles. En base a esto, es posible afirmar que el tar es el producto de mayor valor y con propiedades energéticas superiores y cercanas a la de los combustibles convencionales.
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    Uso de emulsiones pickering en la reaccion de obtención de terpineol a partir de aceite de pomelo
    (2020-04-03) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Zambón, Silvia Noemí; Chamorro, Ester Ramona
    El objetivo de este trabajo fue aumentar el rendimiento y selectividad en la reacción de obtención de α-terpineol a partir de limoneno, componente mayoritario del aceite esencial de pomelo, con el uso de emulsiones pickering de agua:aceite. Se utilizaron carbón activado, bentonita, sílica y alúmina como sólidos estabilizantes de la emulsión. Se caracterizaron las emulsiones midiendo su conductividad en distintas relaciones agua:aceite para determinar el punto donde ocurre la inversión de fase de la emulsión. Se prepararon las emulsiones pickering de tipo aceite/agua (o/w), estableciendo las concentraciones másicas óptimas de cada sólido. El rendimiento máximo obtenido en α-terpineol fue de un 43 % utilizando sílica, un 36 % más que en medio de reacción sin sólidos. También se logró reutilizar los sólidos dos veces sin diferencias en el rendimiento de la reacción.
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    Improvement of bioethanol production from rice husks
    (2020-07) Arismendy Pabón, Ana María; Felissia, Fernando Esteban; Mendieta, Carolina Mónica; Chamorro, Ester Ramona; Area, María Cristina
    This work aimed to compare the production of bioethanol from rice husk through simultaneous hydrolysis and fermentation process (SSF) with that through hydrolysis followed by fermentation process (SHF). The raw material was pretreated under mild conditions with sodium hydroxide. Initially, the influence of particle size was evaluated in the enzymatic hydrolysis of pretreated milled and unmilled husk. Subsequently, the efficiencies of Saccharomyces cerevisiae IMR 1181 (SC 1181) and Saccharomyces cerevisiae IMR 1507 (SC 1507) yeasts were compared using the SSF process. Finally, the SSF and SHF processes were compared using the SC 1181 yeast. Although a little more glucose was generated using ground husk (36.6% vs. 35.5%), grinding costs have to be also considered. The SC1507 yeast performed best at all times. The bioethanol yields for SHF and SSF with SC 1181 were of 35.3% and 38.2%, respectively. Maximum yields in SSF were of 43.9% for SC 1507 and 38%for SC 1181.
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    Microencapsulation of grapefruit oil with sodium alginate by gelation and ionic extrusion : optimization and modeling of crosslinking and study of controlled release kinetics
    (2020-09-03) Cáceres, Liliana Mariel; Velasco, Gustavo Adolfo; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester R.
    El aceite esencial de pomelo con alto conteniendo de limoneno tiene aplicaciones en la industria alimenticia, cosmética y farmacéutica debido a sus propiedades antimicrobianas, su aroma y sabor. Para facilitar su manipulación y protegerlo de los agentes ambientales ex-ternos se lo microencapsula. El objetivo de este trabajo fue optimizar el proceso de microen-capsulación del aceite esencial de pomelo utilizando gelificación iónica externa acoplada a extrusión con alginato de sodio y cloruro de calcio. Los mejores resultados de encapsulación se obtuvieron con una concentración de cloruro de calcio de 7,4% p / v y un tiempo de reti-culación de 58 minutos, obteniendo un rendimiento del 62% y una eficiencia del 100% con una capacidad de carga de aceite del 10% p / p. Se estudió la adsorción química de calcio en el proceso de reticulación observando un ajuste significativo con la ecuación de Elovich, y se obtuvo el ajuste de la liberación controlada del aceite esencial con el modelo cinético empírico de Korsmeyer y Peppas.
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    Modelado matemático de la cinética de la reacción de transesterificación y prospección probabilística de la composición de lípidos saponificables en aceites vegetales
    (2017-03-01) Sequeira, Alfredo Fabián; Cáceres, Liliana Mariel; Gauna, Cristian M.; Morales, Walter G.; Chamorro, Ester R.
    El Biodiesel, es un Biocombustible que constituye una realidad cotidiana para un sin número de productores radicados en la Argentina, especialmente en aquellas áreas Agroindustriales que sufren la falta de combustibles fósiles, localizadas, particularmente, en la región Nordeste del país. Los resultados reportados en este trabajo permiten concluir que se han establecido correctamente los lineamientos básicos para el Modelado Matemático de la Cinética de la Reacción de Transesterificación a fin de utilizarlos en el Software Matlab y que se ha desarrollado de manera adecuada la Prospección Probabilística de la composición de lípidos saponificables en Aceites Vegetales. Con estos resultados se considera viable el desarrollo de la Simulación de la Reacción de Transesterificación de lípidos saponificables en Aceites Vegetales.