FRRE - Producción de Investigación
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Item Fraccionamiento secuencial de la cascarilla de arroz para la obtención de bioetanol y subproductos(2017-02-20) Dagnino, Eliana Paola; Área, María Cristina; Chamorro, EsterEl 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.Item Optimización de la hidrolisis enzimática de la cascarilla de arroz(2019-11-04) Arismendy, Ana María; Villa Retrepo, Andrés Felipe; Alcaraz, Wilman; Chamorro, Ester; Area, María CristinaEl objetivo de este trabajo fue encontrar las condiciones óptimas de hidrólisis enzimática de la cascarilla de arroz pretratada con hidróxido de sodio en autoclave a 121° C. Se evaluaron las variables: FPU/ g sustrato, pH, agitación, tiempo, temperatura y concentración de surfactante mediante un diseño de cribado, resultando estadísticamente significativas todas las variables. Seguidamente se aplicó un diseño de optimización para las variables: pH, FPU y tiempo, descartando las de menor nivel de significación. Finalmente, las mejores condiciones encontradas en los diseños anteriores fueron (pH 5.0, 13 h, y 30 FPU / g de sustrato) posteriormente se aplicaron estas condiciones en experiencias para evaluar la influencia del aumento de celulosa hidrolizable, usando 6%; 8% y 10% de celulosa disponible con rendimientos de sacarificación de 74%, 42% y 16%.Item Ensayos preliminares de deslignificación de aserrín de algarrobo negro, en vistas a la producción eficiente de azúcares fermentables(2018-10-02) Dagnino, Eliana Paola; Ruiz, Carlos Raúl; Chamorro, EsterLas biorrefinerías industriales han sido identificadas como las rutas más prometedoras para la creación de una bioeconomía sustentable. En este marco se realizaron ensayos preliminares de deslignificación organosolv de aserrín de algarrobo negro para obtener el rango de las variables a optimizar en estudios posteriores, en vistas de obtener holocelulosa (celulosa más hemicelulosas) listas para la etapa de hidrólisis y fermentación para la producción de bioetanol. La separación secuencial se realizó en dos etapas, la primera consistió en el lavado con agua, en la segunda etapa se aplicó un proceso soda-etanol-agua, que puede definirse como un proceso de soda aditivado con etanol, que muestra ventajas significativas sobre el proceso de soda-antraquinona para el fraccionamiento de materiales lignocelulósicos. Se encontró que la materia prima más adecuada es el aserrín libre de taninos, gracias al proceso de lavado. Luego, se definió el rango de las variables hidróxido de sodio y relación etanol:agua para la posterior optimización.Item Estudio de la pureza óptica de citronelal presente en los aceites esenciales obtenidos de citronela y de eucalipto citriodora(2015-08-01) Zambón, Silvia N.; Chamorro, Ester; Casuscelli, SandraEl objetivo del trabajo fue conocer la pureza óptica del citronelal presente en los aceites esenciales de citronela (Cymbopogon nardus (L.) Rendle) y eucalipto citriodora (Eucalyptus citriodora Hook), midiendo la rotación óptica específica. Los aceites esenciales se extrajeron por destilación por arrastre con vapor de agua a partir de variedades botánicas autenticadas. El citronelal, de ambos aceites esenciales fue separado por destilación fraccionada al vacío y el de Eucalyptus citriodora debió luego purificarse químicamente antes de realizar la medición de la rotación óptica específica. La identificación de los componentes de los aceites esenciales y la cuantificación del citronelal se realizaron por cromatografía gaseosa. La rotación óptica específica se determinó utilizando la Norma IRAM-SAIPA Nº18507-2002. En este estudio se obtuvo aproximadamente 95% de (+)-citronelal a partir de citronela, mientras que el citronelal del eucalipto citriodora es prácticamente racémico, lo cual está acuerdo con información de la literatura.Item Producción de compuestos orgánicos de valor comercial a partir de la biomasa microalgal de scenedesmus dimorfus(2017-03-15) Cuello, María Carolina; Gori, Juan Ignacio; Moheimani, Navid; Chamorro, EsterLas microalgas son una prometedora fuente de compuestos orgánicos de valor comercial, ya que su cultivo se puede integrar con el aprovechamiento de corrientes residuales industriales, potenciando tanto la sustentabilidad como la rentabilidad de los procesos productivos. En este trabajo se estudió el rendimiento de extracciones secuenciales, con solventes n- hexano, etanol y acetona, de la biomasa de Scenedesmus dimorphus, cultivada en condiciones control y de estrés nutricional. El contenido lipídico fue de 162,6 mg/g y 265,8 mg/g respectivamente. Se observa que, sometido a falta de nutrientes, el cultivo produce una acumulación no solamente de lípidos (aumento de 344% p/p), sino de carbohidratos, astaxantina y sus ésteres. Los resultados muestran que a partir de cultivos de S. dimorphus es posible obtener distintos metabolitos orgánicos de interés, con métodos y solventes de extendido uso industrial, que no son los que frecuentemente se encuentran en la bibliografía de estudios microalgalesItem Evaluación de cepas fermentativas en la hidrólisis y fermentación simultáneas (SSF) de cascarilla de arroz para la producción de bioetanol(2017-03-15) Arismendy, Ana María; Sequeira, Mariano J.; Felissia, Fernando E.; Area, Maria C.; Chamorro, EsterLa disminución en las reservas de petróleo a nivel mundial y los problemas medioambientales ocasionados por su utilización, propician la búsqueda de nuevas alternativas renovables y menos contaminantes. En este trabajo se estudió el comportamiento de enzimas celulasas y celobiosas, junto con cepas de Saccharomyces cerevisiae, Candida kefyr, Candida tropicalis y Candida guilliermondii en el proceso de hidrólisis y fermentación simultánea (SSF) conducido a 35°C para la producción de bioetanol, a partir de los carbohidratos presentes en cascarilla de arroz. Este proceso busca hidrolizar la celulosa y aprovechar de inmediato los azúcares fermentables, atravesando la dificultad de la diferencia entre la temperatura óptima para el desempeño de enzimas (50°C) y la de levaduras (25°C a 35°C). La cascarilla fue pretratada con una secuencia ácido-alcalina para la separación de los carbohidratos. Los mayores % de bioetanol se obtuvieron con Saccharomyces cerevisiae (68%) y Candida kefyr (75%).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 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.