FRSFCO - Producción de Investigación
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Item Efecto del pretratamiento con microondas sobre el rendimiento de obtención de antraquinonas desde Heterophyllaea pustulata Hook F. (Rubiaceae) con agua subcrítica.(2018-05-29) Barrera Vázquez, María F.; Comini, Laura R.; Martini, Ricardo E.; Núñez Montoya, S. C.; Andreatta, Alfonsina E.; Cabrera, J. L.Las plantas son una potencial fuente de obtención de nuevos compuestos bioactivos para aplicaciones biológicas y/o tecnológicas, por lo tanto, la valoración de estos recursos naturales es un desafío importante para la industria farmacéutica. Las antraquinonas (AQs) constituyen una familia de ompuestos que se encuentran ampliamente distribuidas en numerosas especies vegetales, y poseen un amplio espectro de aplicaciones biológicas (Duval et al., 2016). En este sentido, existen numerosas AQs que han sido reportadas por nuestro grupo de investigación, como componentes mayoritarios de la especie vegetal fototóxica Heterophyllaea pustulata Hook F. (Montoya et al., 2003). Tres de estas AQ, soranjidiol, rubiadina y 1-metil éter rubiadina, se destacan como los principales componentes de las hojas y tallos de esta planta, demostrando, además, importantes propiedades antibacterianas, nantimicóticas, antivirales y anticancerígenas (Montoya et al., 2003, Comini et al., 2011a-b). Previamente, hemos estudiado la extracción de estas AQs con diferentes técnicas alternativas, tales como: extracción asistida por ultrasonidos (UAE), extracción asistida por microondas (MAE) y extracción con agua subcrítica (Barrera Vázquez et al., 2014, 2015 a-b), estableciendo como principales ventajas el acortamiento del tiempo de extracción, altos rendimientos y selectividad, como así también, la reducción en la cantidad de solvente utilizado. La tecnología con agua subcrítica es una excelente alternativa ya que usa agua como solvente, produciendo, además, un importante rendimiento de extracción de AQs. Para mejorar la eficiencia de la extracción de estos principios activos, en esta oportunidad usamos el pretratamiento térmico del material vegetal, ya que es conocido que el microondas presenta la capacidad de penetrar profundamente a través de la estructura de la pared celular, aumentando el rendimiento de extracción y los coeficientes de transferencia de masa (Azadmard-Damirchi, et al., 2011). Así, el presente trabajo tiene como objetivo estudiar el efecto del pretratamiento con microondas, previo a la extracción con agua subcrítica (170 °C, 60 bar y 7 ml/min), correspondiente a las condiciones óptimas de obtención de estas AQs bajo esta técnica. Para ello, en el pretratamiento con radiación de microondas, se analizarán tres factores (potencia, tiempo y tamaño de la muestra) utilizando un diseño experimental Doehlert y analizando los resultados mediante la metodología de superficie de respuesta (RSM).Item Recuperación de taninos a partir de residuos de la industria vitivinícola.(III Jornadas de difusión de investigación y extensión en Ingeniería Química FCEFyN-UNC “Potencial de la Carrera de Ingeniería Química en el Desarrollo Sustentable de la Región”, 2014-10-14) Guntero, Vanina A.; Longo, María Belén; Ciparicci, Silvana; Francescato, Florencia Soledad; Sanmartino, Micaela Alejandra; Rossini, L.; Prone, A.; Martini, Ricardo E.El atractivo principal de la recuperación de taninos se debe a su poder antioxidante que protege a las células contra la oxidación y disminuye el riesgo de enfermedades cardíacas con marcada aplicación en la industria alimentaria y farmacéutica principalmente. Alto contenido de taninos se encuentra presente en uvas, manzana, pera, cereza, ciruela, trigo, maíz, entre otros. El presente trabajo se centra en la extracción de taninos a partir de semillas de uvas presentes en los residuos de la industria vitivinícola, obteniéndose de este modo un producto de mayor valor agregado. Este aprovechamiento de la biomasa contribuye en la economía del proceso y en la reducción del costo en la gestión de los residuos, eliminando una fuente de contaminación importante. Los procesos tradicionales de extracción de estos extractos vegetales es el uso de mezclas hidroalcohólicas. Sin embargo, durante las últimas décadas ha cobrado importancia el diseño y desarrollo de procesos industriales más seguros, sustentables y de menor impacto ambiental, en base a los principios de lo que se ha denominado “Química Verde”, que permitan el uso más eficiente de la energía, mejorando los rendimientos de extracción. Por este motivo en este trabajo se propone el uso de dos técnicas alternativas, la extracción asistida por ultrasonido y la extracción asistida por microondas. En este trabajo se utilizaron semillas de uvas de variedad Tannat. Las semillas se molieron y se les determinó la humedad mediante pesada por diferencia. Las extracciones se realizaron con equipos de ultrasonido y microondas utilizando distintos disolventes (agua, metanol, etanol) variando los tiempos (20, 40 y 60) min y las temperaturas (30, 40, 50 y 60) ºC de extracción. Los ensayos se realizaron por triplicado. Seguidamente, las muestras se filtraron y evaporaron en estufa a temperatura moderada, y la cantidad de residuo obtenido se determinó gravimétricamente. El contenido total de polifenoles obtenido en el extracto fue determinado utilizando el método de Folin–Ciocalteu, utilizando espectrofotometría UV-vis. El efecto del solvente, tiempo y temperatura de extracción sobre la cantidad de extracto y contenido total de polifenoles fue analizado.Item Experimental and theorical study of surface tension and density of 1,2-dimethylbenzene with alkanes at 298.15 K.(X Iberoamerican Conference on Phase Equilibria and Fluid Properties for Process Design. Alicante (España)., 2015-06-28) Andreatta, Alfonsina E.; Martini, Ricardo E.; Casás, Lidia; Legido, José L.Methylbenzenes occur in small quantities in naphtha and higher boiling fractions of petroleum. Those presently of commercial importance are toluene, 1,2-Dimethylbenzene (o-xylene), 1,4-Dimethylbenzene (p-xylene), and to a much lesser extent 1,3-Dimethylbenzene (m-xylene). Particularly, 1,2-Dimethylbenzene is mainly used to produce phthalic anhydride for plasticizers. The primary sources of xylenes are reformates from catalytic reforming units, gasoline from catcraking, and pyrolysis gasoline from steam reforming of naphtha and gas oils. Solvent extraction is used to separate these aromatics from the reformate mixtures[1]. For this reason, physical properties of pure liquids and liquid mixtures containing aromatic and aliphatic compounds and their dependence with composition are very important basic data for petrochemical industry. Due to the lack of experimental information regards 1,2-dimethylbenzene, in this work, experimental data of surface tension and density of this compound with octane, nonane and decane at 298.15K and atmospheric pressure are presented. The surface tension deviation and the excess molar volume have been correlated by Redlich Kister polynomial equation. An theoretycal study has been applied in this mixtures using different models [2-3].Item Surface tension for the ternary system dimethyl carbonate + p-xylene+ n-octane from 288.15 K – 308.15 K.(X Iberoamerican Conference on Phase Equilibria and Fluid Properties for Process Design. Alicante (España)., 2015-06-28) Gayol, A.; Casás, Lidia; Martini, Ricardo E.; Andreatta, Alfonsina E.; Legido, José L.Dimethyl carbonates are useful in organic solvents because the chemical used as solvent extraction processes, as well as battery technology [1,2]. Molecules carbonate base, containing an aromatic and aliphatic portions have special industrial interest as gasoline additives and as lubricants in the replacement of chlorofluorocarbons (CFCs) with the new refrigerants HFC (hydrofluorocarbons) [3-6]. These industrial uses are the main reason why there has been a considerable increase in theoretical and experimental investigations of dialkyl carbonates and mixtures there of with other compounds [7-9], so our research group has also focused on the study (measurements and models) of mixtures containing carbonate molecules. The interest in the study of this mixture lies in the fact that dimethyl carbonate [10,11] has been considered as a replacement of traditional oxygenated gasoline additive, because it is a non-toxic and environmentally friendly product capable of reducing pollutant emissions as carbon monoxide. This work presents a study of experimental surface tension for the ternary system dimethyl carbonate + p-xylene +n-octane binary system, in the temperature range from 288.15 K to 308.15 K and at atmospheric pressure. The surface tension values were fitted by a variable degree polynomial [10-12].Item Comparación de métodos de extracción de polifenoles a partir de residuos de la industria vitivinícola.(CAIQ2015 - VII Congreso Argentino de ingeniería química. 3ras. Jornadas Argentinas de seguridad de procesos., 2015-08-02) Guntero, Vanina A.; Longo, María Belén; Ciparicci, Silvana; Martini, Ricardo E.; Andreatta, Alfonsina E.Actualmente, la industria vitivinícola genera como residuo el orujo de la uva, provocando un alto impacto ambiental. Estos residuos poseen elevado contenido de polifenoles (conocidos como antioxidantes naturales), los cuales representan los metabolitos secundarios más importantes. En el presente trabajo se estudiaron dos métodos de extracción no convencionales para extraer compuestos fenólicos: extracción asistida por ultrasonido (UAE) y extracción asistida por microondas (MAE). El contenido de polifenoles totales se determinó mediante el método de Folin-Ciocalteu por espectrofotometría. Se comparó el rendimiento de extracción y el contenido de polifenoles totales entre ambos métodos encontrando que MAE aumenta el rendimiento y reduce el tiempo de extracción.Item Comparación de métodos de extracción de polifenoles a partir de residuos de la industria vitivinícola.(Jornada Vincular para crecer hacia los 20 años del ICTA- FCEFyN-UNC, 2015-11-06) Guntero, Vanina A.; Longo, María Belén; Ciparicci, Silvana; Francescato, Florencia Soledad; Sanmartino, Micaela Alejandra; Martini, Ricardo E.; Andreatta, Alfonsina E.En los últimos años, ha habido un creciente interés en el uso de extractos de semillas de uva como antioxidantes en suplementos dietarios. Esto se debe a que son una fuente rica de compuestos fenólicos monoméricos como el ácido gálico, la catequina, la epicatequina y la galocatequina, y de oligómeros como las procianidinas y las antocianidinas, que inhiben la oxidación de lipoproteínas de baja densidad en humanos. Actualmente, la industria vitivinícola genera como residuo el orujo de la uva, provocando un alto impacto ambiental debido al elevado contenido de polifenoles, los cuales, aumentan considerablemente la demanda química de oxígeno. En el presente trabajo se proponen dos métodos alternativos, la extracción asistida por ultrasonido (UAE) y la extracción asistida por microonda (MAE), para la obtención de antioxidantes de los residuos vitivinícolas, produciendo así el aprovechamiento de la biomasa y aumento de la rentabilidad de la industria. El interés en estos métodos radica en que los procesos tradicionales de extracción de estos extractos vegetales utilizan mezclas hidroalcohólicas, requiriendo de grandes cantidades de solventes y tiempo de extracción prolongados. UAE tiene como beneficios la intensificación de la transferencia de masa, mejorando el efecto de penetración del disolvente en el tejido vegetal y capilar. MAE es más avanzado que el método tradicional, ya que calienta la matriz interna y externamente sin un gradiente térmico, de manera que, extrae los compuestos funcionales de forma eficiente y protectora. Se analizaron las muestras correspondientes a semillas de uva, variedad Tannat, por triplicado. Las mismas se sometieron a molienda, para lo cual se utilizó una picadora de uso doméstico. Se determinó la humedad en una estufa mediante pesada por diferencia. Los solventes utilizados en las extracciones con ultrasonido fueron agua, metanol y etanol variando los tiempos (20, 40 y 60) min y las temperaturas (30, 40, 50 y 60) ºC. Las muestras obtenidas se filtraron y evaporaron en estufa a temperatura moderada. En las extracciones con microonda, el tratamiento inicial de molienda y humedad se llevó a cabo de igual manera que en la extracción por ultrasonido. Se utilizó como solvente agua y una mezcla de etanol-agua en distintos porcentajes, variando el tiempo (3, 6 y 9) min y la potencia (20, 40, 60, 80 y 100)%, siendo la potencia de salida del microondas de 900 W. Las muestras obtenidas se filtraron y evaporaron en microondas a potencia 10 el tiempo necesario. El contenido de fenoles totales se determinó, en ambos casos, por el método colorimétrico de Folin-Ciocalteu, utilizando espectrofotometría UV-vis y se expresó como mg equivalente a ácido gálico/g de semillas. La curva de calibración para ambas extracciones se realizó utilizando ácido gálico como estándar. Los resultados obtenidos permitieron determinar el rendimiento de extracción, y cantidad de polifenoles extraídos.Item Solubilities of Anthraquinones in Pressurized Solvents(2016-03-28) Barrera Vázquez, María F.; Andreatta, Alfonsina E.; Martini, Ricardo E.; Bottini, S. B.Anthraquinones (AQs) are an important category of secondary metabolites present in various vegetable species [1]. They are highly bioactive compounds, potentially useful for therapeutic applications, as antiviral, anti-bacterial and anti-cancer agents [2-5]. Extraction processes using pressurized hot water and supercritical fluids offer an environmentally friendly alternative to traditional extracting and purifying methods applied to anthraquinone-containing plants [6,7] . Knowledge on high-pressure phase equilibria of AQs + solvent mixtures is required to evaluate the potentiality of these processes. The need is for both, experimental data and thermodynamic models that are able to predict phase boundaries at different process conditions. In this work, the solubility of 1,4-dihydroxy-9,10-anthraquinone (quinizarin) in pressurized hot water have been measured, using a simple and reliable dynamic method. For the binary quinizarin + H2O, the measurements covered a range of 333-463 K and pressures closed to 3, 6 and 9 MPa. The group-contribution with association equation of state GCA-EOS [8] was used to calculate solid-liquid equilibria of binary mixtures of AQs with pressurized hot water.Item Impregnación de films de LLDPE CON Eugenol utilizando CO2 supercrítico: influencia de las condiciones de proceso y caracterización de los films(IV Jornadas de difusión de investigación y extensión en ingeniería química FCEFYN – UNC. II Jornadas vincular para crecer: 20 años del ICTA, 2016-08-10) Goñi, M. L.; Gañán, N. A.; Vicente, A.; Quiroga, N.; Andreatta, Alfonsina E.; Martini, Ricardo E.El uso de CO2 supercrítico (scCO2) como solvente en la impregnación de compuestos activos en matrices poliméricas farmacológico ha cobrado interés en los últimos años debido a una serie de ventajas: la penetración y difusión interna del soluto en la matriz se ve favorecida gracias al hinchamiento y la plastificación del polimero; los productos obtenidos son libres de solvente; las bajas temperaturas de operación favorecen la preservación de compuestos termolábiles. En este trabajo se presentan resultados de impregnación de películas de polietileno de baja densidad (LDPE) con eugenol utilizando CO2 supercrítico, como estrategia para la obtención de películas activas aplicables en envases activos u otros dispositivos de liberación controlada. El eugenol es un compuesto de reconocida actividad antifúngica, antibacteriana y antiséptica en general, presente en diversos aceites esenciales y compatible para su uso en alimentos. Los ensayos de impregnación se llevaron a cabo en una celda agitada de alta presión a escala de laboratorio a 45°C utilizando tres niveles de presión (100, 120 y 150 bar) y tres velocidades de despresurización (5, 10 y 50 bar/min) como variables de proceso, durante tiempos de 4 horas. El rendimiento de impregnación se determinó gravimétricamente por diferencia de peso de los films antes y después del proceso, y los resultados fueron confirmados por redisolución total del eugenol en metanol y análisis espectrofotométrico. Se obtuvieron rendimientos entre 1 y 6% en peso. En general, se observaron rendimientos menores a despresurización rápida, sugiriendo una rápida salida de CO2 de los films con arrastre de eugenol. En cambio, a despresurización lenta la carga de eugenol en los films aumentó considerablemente. La presión no parece tener un efecto muy marcado en el rendimiento, lo cual permitiría operar a presiones más bajas con el consiguiente ahorro energético. Los films obtenidos fueron caracterizados por microscopía óptica, calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis infrarrojo (FTIR) para evaluar posibles cambios morfológicos y en el grado de cristalinidad debido al tratamiento a alta presión y a la incorporación del eugenol. También se realizaron ensayos de tracción para determinar si las propiedades mecánicas del polímero son afectadas por la impregnación.Item Medición experimental y modelado de la solubilidad de la quinizarina en agua caliente presurizada.(IV Congreso Iberoamericano en Fluidos Supercríticos, 2016-03-28) Barrera Vázquez, María F.; Gañán, N. A.; Comini, Laura R.; Martini, Ricardo E.; Bottini, S. B.; Andreatta, Alfonsina E.Las plantas con propiedades beneficiosas para la salud humana han acompañado al hombre desde sus orígenes. A pesar de la gran oferta de fármacos, existen todavía patologías que no cuentan con una cura definitiva y otras a las que su terapéutica provoca efectos indeseables. En este sentido, las antraquinonas (AQs) son una importante categoría de metabolitos secundarios presente en varias especies vegetales (Wijnsma et al. ,1986). Ellas han manifestado ser altamente bioactivas y potencialmente útiles desde el punto de vista terapéutico, siendo sus posibles usos como agentes antimicrobianos, antivirales, antiparasitarios y/o antitumorales (Nuñez Montoya et al.,2003; Nuñez Montoya et 2005; Comini et al, 2007; Comini et al.2011). Los procesos de extracción usando agua caliente presurizada ofrecen un método alternativo y amigable con el medio ambiente para la extracción y purificación de AQs presentes en matrices vegetales. El conocimiento de los equilibrios de fase a alta presión de mezclas de AQs + solvente, juega un rol esencial para evaluar la potencialidad de estos procesos. Por lo tanto, la capacidad de modelar este equilibrio es una herramienta esencial para la simulación y el diseño de dicho proceso. En este trabajo, la solubilidad de la 1,4-dihidroxi-9,10-antraquinona (quinizarina) en agua caliente presurizada fue medida, usando un método dinámico simple y fiable. Para la mezcla binaria quinizarina + H2O, las mediciones se realizaron en un rango de 333 a 463 ºK y a presiones de 3, 6 y 9 MPa. La aplicación del concepto de solución de grupos se presenta como el enfoque más conveniente para el modelado termodinámico de productos naturales. Por este motivo, el modelo a contribución grupal GCA-EoS (Gros y col. 1996) fue usado para calcular el equilibrio sólido-líquido de mezclas binarias de AQs en agua caliente presurizada.Item Impregnación de films de polietileno con bioinsecticidas utilizando tecnologías limpias(VI Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos, 2016-11-02) Gañán, N. A.; Goñi, M. L.; Herrera, J. M.; Strumia, Miriam C.; Andreatta, Alfonsina E.; Martini, Ricardo E.Como estrategia para desarrollar un material para envases u otro dispositivo de liberación controlada de bioinsecticidas para la protección de semillas, granos y sus productos derivados durante el almacenamiento y transporte, se estudió la impregnación de films de polietileno de baja densidad (LDPE) utilizando una tecnología limpia como la impregnación con CO2 supercrítico. Para ello, la impregnación de films de LDPE con una mezcla de cetonas terpénicas de origen natural con actividad biocida (R-(+)-pulegona y timoquinona) se llevó a cabo según un diseño experimental factorial fraccional. Se evaluaron cuatro variables de proceso a dos niveles (presión: 10–15 MPa; velocidad de despresurización: 0.5–2.0 MPa/min; tiempo: 2–4 h; concentración de cetonas: 0.6–0.9 % p/p) en el rendimiento de la impregnación y la selectividad del proceso entre ambas cetonas. El rendimiento de la impregnación se determinó por gravimetría, arrojando valores entre 2.3 y 5.6 % (p/p). Asimismo, los films impregnados se analizaron mediante espectroscopía de infrarojo (FTIR) para confirmar la presencia de ambas cetonas y determinar la cantidad relativa de las mismas, observando un contenido de timoquinona en los films de entre 18 y 29 % (p/p) con respecto a la cantidad total impregnada. Según un análisis de la varianza (ANOVA) de los resultados, sólo el tiempo de contacto y la concentración inicial de cetonas en la celda de impregnación presentan efectos significativos sobre el rendimiento, mientras que ninguna de las variables estudiadas parece afectar la selectividad de impregnación entre las cetonas.