FRRE - Producción de Investigación
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Item Cultivos de microalgas en mezclas de efluentes(Departamento de Ingeniería Química. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires, 2023-10-30) Cuello, María Carolina; Pila, Andrea Natalia; Schmidt, Roberto Martín; de Escalada Plá, Marina Francisca; Chamorro, Ester RamonaHasta que no sea posible reducir el costo de producción de biomasa microalgal, la biorrefinería de microalgas, para obtención de biocombustibles o de otras biomoléculas, no es escalable comercialmente. Los compuestos utilizados para formular los medios sintéticos de crecimiento (fertilizantes) representan el 20% del costo de producción de la biomasa y el 50% de la energía fósil (no renovable) necesaria para el cultivo. En el informe final del “Programa de Especies Acuáticas” (Departamento de Energía de Estados Unidos), creado para investigar, desarrollar y escalar cultivos microalgales para producir biocombustibles, se enfatiza, entre otras conclusiones, que para lograr viabilidad económica de dichos cultivos era preciso desarrollar estrategias que usen aguas residuales o recicladas, particularmente para algas de agua dulce. Durante el desarrollo de tres proyectos consecutivos en el Centro de Investigación QUIMOBI, se trabajó con diversos efluentes como medio para el desarrollo de cultivos microalgales, a saber, efluente de tambo, lixiviado de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos, efluente cloacal de municipio pequeño, suero de quesería, aguas de arroyos contaminados, efluentes de cervecerías artesanales. En todos los casos se logró crecimiento microalgal y obtención de metabolitos en la biomasa, sin embargo, en cada caso la composición del efluente (contenido de nitrógeno, fósforo, demanda química de oxígeno) y/o sus características fisicoquímicas (opacidad, muy bajo pH, alto contenido de sólidos totales) eran un obstáculo para el crecimiento óptimo de las células microalgales utilizadas (Chlorella sp., Scenedesmus sp.) y era necesario compensar nutrientes, o diluir el efluente, o corregir el pH para lograr el crecimiento óptimo. En dos de los últimos proyectos, realizamos el cultivo en mezclas de efluentes. En un caso, una mezcla de purín vacuno y suero ácido de quesería. En otro caso, dos efluentes “vecinos”, el lixiviado de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos y el efluente de un tambo. Los crecimientos en las mezclas, una vez optimizadas, fueron más exitosos que en los efluentes por separado, y no fue necesario compensar nutrientes mediante agregado de medio sintético o dilución con agua dulce. Los efluentes con alto contenido de fósforo y bajo contenido de nitrógeno (como el cloacal) sirven para inducir estrés en las células y propiciar la producción de lípidos. Los efluentes claros (como el suero) compensan la opacidad de los más oscuros (como el purín) permitiendo el desarrollo de las células fotosintéticas. Altas concentraciones de nitrógeno amoniacal (purín) o muy bajo pH (suero ácido de queso), que impedirían el crecimiento microalgal si no se corrigen, son parámetros que se pueden compensar al mezclar los efluentes.Item Tratamiento de efluentes urbanos con microalgas autóctonas en General San Martin-Chaco(2021-08-06) Pila, Andrea Natalia; Cuello, María Carolina; Chamorro, Ester RamonaEl aumento de la población mundial registrado durante las últimas décadas conlleva asociado un aumento en la generación de residuos como consecuencia de la actividad humana, como las aguas residuales urbanas. Las emisiones de efluentes con alto contenido en materia orgánica, nitrógeno, fósforo y otros componentes pueden resultar en el proceso de eutrofización. Existen tratamientos costosos e ineficaces que presentan inconvenientes y podrían contaminar el medio ambiente. La biorremediación de estos efluentes con microalgas fotosintéticas es una tendencia creciente en todo el mundo, siendo particularmente atractiva para estos casos, debido a las capacidades de estos organismos unicelulares, foto-autotróficos, para asimilar nitrógeno y fósforo, reducir la demanda de oxígeno químico y bioquímico y realizar una desinfección indirecta de microorganismos patógenos. El objetivo de este trabajo es estudiar la capacidad de biorremediación de microalgas en efluentes urbanos de General San Martín (Chaco-Argentina) mediante el monitoreo de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos. El efluente se recogió de la cámara de desbordamiento en la entrada de la planta de purificación en el sistema de saneamiento municipal. Se cultivó una especie nativa de microalgas, identificada como Chlorella sp., presente en el efluente crudo. Se realizaron análisis microbiológicos y fisicoquímicos del efluente antes y después del tratamiento de microalgas. Se determinaron coliformes totales y fecales, aerobios mesófilos, mohos y levaduras, contenido de nitrógeno y fósforo, DBO, DQO entre otros. Los resultados muestran que después del tratamiento con microalgas la carga microbiana disminuyó significativamente, al igual que mejoran los parámetros fisicoquímicos. Eso indicaría que Chlorella sp.se puede utilizar para la biorremediación de aguas residuales.Item Microencapsulación de aceite esencial de pomelo en matriz de alginato-almidón y alginato-sílice(2020-10-06) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola; Chamorro, Ester RamonaLa microencapsulación de aceites esenciales tiene innumerables aplicaciones en la industria. Más aún si a partir de ella se agrega valor en la cadena productiva a materiales que de lo contrario serían residuos o subproductos de bajo precio. En el presente trabajo se estudia la microencapsulación de aceite esencial de pomelo, subproducto del proceso de elaboración de jugos, en matriz de alginato de sodio con agregado de sílice, componente de la cáscara de arroz residuo agrícola de la zona noreste de la Argentina y con almidón. Se realizan comparaciones de Tukey entre las eficiencias y rendimientos porcentuales y los resultados demuestran que no existen diferencias entre las eficiencias que se mantiene en todos los casos sobre el 96% pero se registran diferencias en el rendimiento. También se comparan las liberaciones controladas del aceite esencial de las microcápsulas evidenciando una mejor performance con las matrices que contienen sólido y secas.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 Study of liquor from hemicelluloses separation process in black carob tree sawdust biorefinery(2022-05-13) Dagnino, Eliana Paola; Ruiz, Carlos Raúl; Chamorro, Ester Ramona; Sequeira, Alfredo FabiánEste 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.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 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 RamonaEl 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.