FRRE - Producción de Investigación
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Item Obtención de ácido levulínico a partir de cascarilla de arroz(Facultad de Ciencias de la Alimentación - Universidad Nacional de Entre Ríos (UNER), 2024-08-24) Ruiz, Carlos Raúl; Sequeira, Alfredo Fabián; Dagnino, Eliana PaolaEn el contexto de la industria agrícola, más precisamente la producción arroz en el noreste argentino, la valorización de la cascarilla de arroz mediante un proceso de biorrefinería emerge como una estrategia clave en la transición hacia una economía circular. Este proceso implica el tratamiento previo de la cascarilla para obtener sus componentes estructurales por separado como las hemicelulosas, la lignina, material inorgánico y la celulosa. A este último, en condiciones ácidas se lleva a cabo la hidrólisis con producción glucosa, reacción que continúa con la deshidratación de ésta obteniéndose 5-hidroximetilfurfural y, por último, la rehidratación que resulta en la obtención de Ácido Levulínico y un subproducto como el ácido fórmico. A través de un diseño de experimento se realizaron una serie de ensayos donde se varió la materia prima, el ácido utilizado y la presencia o ausencia de catalizadores. Esta reacción se llevó a cabo en un reactor de acero al carbono AISI 316 calentando la mezcla de cascarilla pretratada rica en celulosa y la solución de ácido a 180°C durante 2 horas, obteniéndose en el punto óptimo un licor que contiene en mayor medida ácido levulínico y ácido fórmico, y en pequeñas proporciones furfural y 5-hidroximetilfurfural.Item Evaluación de métodos químicos para el tratamiento de residuos líquidos con alta carga de contaminantes emergentes generados en laboratorios de salud(2024-11-07) Velasco, Gustavo Adolfo; Avico, Edgardo Hernán; Sequeira, Alfredo Fabián; Fontana, Gimena Lilián; Hervot, Elsa Ivonne; Farías, Alejandro Rubén; Ramírez, Rosana; Martínez, MauricioEn el laboratorio de Análisis Clínicos del Hospital Dr. Julio C. Perrando de la ciudad de Resistencia, Chaco, se realizó un relevamiento de los residuos líquidos (RL) generados (efluentes de analizadores de uso in vitro, tinciones y solventes). Entre ellos, se identificaron compuestos comprendidos en la ley Nº 24.051 como Residuos Peligrosos. El vertido de estos efluentes no tratados, o con tratamientos ineficientes, puede llegar a los cursos de aguas superficiales, afectando por su toxicidad a organismos acuáticos y contribuyendo por su alto contenido de nitrógeno a la eutrofización de los cursos de agua. En este estudio se optimizaron las condiciones de un Proceso de Oxidación Avanzada (Fenton) para el tratamiento de los efluentes generados en el laboratorio.Item Validación del diseño, construcción y puesta en funcionamiento de un secadero solar con control de temperatura de aire(2024-12-12) Spotorno, Rubén Ángel; Pochettino, Juan José; García, Fabián; Sequeira, Alfredo FabiánEn el presente trabajo se expone el diseño y construcción de los diferentes componentes del sistema de secado, destinado a la deshidratación de vegetales de alimentación fisiológica saludable. Además se presenta el funcionamiento de la precámara de secado y el control de temperatura del aire de secado. El sistema de control de temperatura utiliza arduinos, que son de bajo costo y de fácil manejo para operarios con escasos conocimientos en electrónica. El mismo no permite superar el umbral de 45ºC de temperatura, consiguiendo preservar las vitales enzimas y vitaminas de los distintos vegetales a deshidratar. Se realizaron los primeros ensayos experimentales de secado de vegetales de alimentación viva, obteniendo resultados alentadores. Se logró obtener vegetales deshidratados sin pérdida de textura, sabor, aroma y una buena presencia del producto seco.Item Caracterización de residuos líquidos peligrosos del laboratorio de análisis clínicos – Hospital Dr. Julio C. Perrando de la cuidad de Resistencia, Chaco, Argentina(2023-10-07) Avico, Edgardo Hernán; Fontana, Gimena Lilián; Farías, Alejandro Rubén; Hervot, Elsa Ivonne; Ramírez, Rosana; Sequeira, Alfredo Fabián; Velasco, Gustavo AdolfoEste trabajo aborda la problemática de los residuos peligrosos generados por los establecimientos de salud, especialmente los efluentes líquidos provenientes de analizadores químicos y hematológicos. Estos residuos requieren un tratamiento especial debido a su potencial riesgo para la salud humana y el medio ambiente. El estudio se llevó a cabo en el Laboratorio de Análisis Clínicos del Hospital Dr. Julio C. Perrando en Resistencia, Chaco, Argentina. Se tomaron muestras de los efluentes generados por los analizadores químicos y hematológicos y se realizaron análisis fisicoquímicos utilizando métodos normalizados. Los parámetros evaluados incluyeron pH, conductividad, sólidos totales, demanda química de oxígeno (DQO), demanda biológica de oxígeno a 5 días (DBO5) y diversos contaminantes como nitratos, sulfatos, fosfatos, cloruros y nitrógeno amoniacal. Los resultados mostraron que la carga orgánica biodegradable en ambos efluentes es baja, indicando la presencia de contaminantes orgánicos resistentes a la degradación química o biológica. Por lo tanto, se recomienda implementar un tratamiento fisicoquímico previo al tratamiento con microorganismos para reducir la carga química de los efluentes y mitigar su impacto ambiental. Los resultados se compararon con los límites establecidos por la legislación vigente en la provincia del Chaco.Item Producción de “building blocks” a partir de residuos lignocelulósicos, enmarcado en la biorrefinería de los mismos(2022-09-09) Ruiz, Carlos Raúl; Sequeira, Alfredo Fabián; Dagnino, Eliana PaolaEl ácido levulínico (LA) es considerado como uno de los compuestos orgánicos con mayor potencial en la biorrefinería de residuos lignocelulósicos. La composición de la cascarilla de arroz hace que la obtención de LA a través de la biorrefinería sea muy prometedora. Este trabajo tuvo como objetivo definir los rangos de estudio de las variables que afectan a la obtención de LA por tratamiento ácido e identificar el ácido levulínico en el producto de reacción, para posteriormente definir un diseño de experimentos de optimización. Para ello, se realizaron pruebas con cascarilla sin tratar, y con cascarillas pretratadas, modificando la temperatura, el tiempo de reacción, la concentración de ácido sulfúrico y la carga de sólidos. Se identificó y cuantificó la concentración de ácido levulínico por medio de HPLC y, con los datos obtenidos se determinaron los rangos de estudios para cada variable para su posterior optimización. A partir de estos datos preliminares se concluye que es factible la obtención de ácido levulínico a partir de cascarilla de arroz tratada y original por medio de tratamientos ácidos. Se obtuvieron licores con concentraciones de LA superiores a 20 mg/L, con los cuales, haciendo los ajustes correspondientes a los parámetros estudiados se podría esperar mejoras en el rendimiento.Item Levulinic acid obtention from lignocellulosic waste of agroforestry-industrial of different origins(2023-08-04) Ruiz, Carlos Raúl; Sequeira, Alfredo Fabián; Dagnino, Eliana PaolaWorldwide, since last decade levulinic acid (LA) was one of the most sought-after chemical precursors. Lignocellulosic waste of agroforestry-industrial origin like rice hulk, sawdust, and cotton stubble are pointed as raw material for this work, at the same time those lignocellulosic wastes are abundant in Argentina´s northeastern. Report about the evaluation of LA obtention reaction using different raw materials obtained in different treatment steps and maintaining the same operation conditions is the main objective of this work. This objective aims to demonstrate the technical feasibility to obtain LA from a lignocellulosic waste biorefinery scheme. The reaction was running in a cylindrical steel reactor (AISI 316) provided with a manometer and a security valve to ensure the maximum pressure work. The reactor was heated indirectly in a heat-resistant silicone bath. The raw material used were rice hulk (pretreated to extract hemicellulose, lignin, and inorganic compounds), Prosopis nigra sawdust (pretreated to extract lignin and others), and cotton stubble (two fractions one rich in the ground cotton husk and other rich in cotton fiber).Item Carboxymethylcellulose obtained from lignocellulosic waste and its use as a biopolymeric matrix(2023-06-04) Cáceres, Liliana Mariel; Tourn, Silvana; Ruiz, Carlos Raúl; Sequeira, Alfredo Fabián; Dagnino, Eliana PaolaThe increase in the rate of production and accumulation of solid waste and the search for sustainable environmental solutions imposes the need to introduce advanced technologies to manage it efficiently. In this context, this work aims to obtain carboxymethylcellulose (CMC) from lignocellulosic waste and later use it in the encapsulation of liquid smoke and essential oils. Thus, a product of higher value can be obtained from an abundant and readably available waste product of northeastern Argentina`s agroforestal industry. Rice husk samples for this research were provided by a local company. The rice husk was treated in a biorefinery scheme (Acid hydrolysis, 0.3% w/V, 150°C, 30 min; followed by organosolv treatment, NaOH-ethanol-water, 160°C, 60min, and alkaline treatment). Subsequently, CMC was obtained, esterifying the unbleached cellulose obtained from the mentioned raw material, using a modification of the Druvacell method. The unbleached cellulose is pretreated with isopropanol and sodium hydroxide to promote fiber swelling and ionization of hydroxyl groups, and subsequently esterification with monochloroacetic acid. On the other hand, bio-oil was obtained by pyrolysis, at 400 °C for 120 min, from exhausted Schinopsis balansae (quebracho colorado) sawdust and the water-soluble fraction produced was refined, representing 34.6% based on the residual biomass fed. Finally, the refined fraction was characterized, to identify the improvement and its quality as liquid smoke to be encapsulated. The CMC obtained was used as a component, together with sodium alginate, of a biopolymeric matrix to encapsulate the water-soluble liquid smoke and hydrophobic essential oil. The raw material was characterized by determining its structural components, the substituent groups in CMC were recognized by FTIR and the degree of substitution was determined. In the production of microcapsules, using standard methods the performance and efficiency of the process were determined. On the other hand, the post-treatment rice husk is composed of 94% cellulose, and the rest is lignin and remaining inorganics. From it, it was possible to obtain a crude CMC with a purity greater than 70% and a degree of substitution greater than 0.6. The microencapsulation results show average yields greater than 55% and efficiencies greater than 90% for both encapsulated substances. With this work carried out, a very abundant residue could be valorized by obtaining CMC and using it in the microencapsulation of two chemically different substances. Good yields and efficiencies were obtained with liquid smoke [1] and essential oil [2], with comparable results with other authors.Item Obtención de carboximetilcelulosa a partir de celulosa de cascarilla de arroz(2022-09-08) Cáceres, Liliana Mariel; Dagnino, Eliana Paola; Velasco, Gustavo Adolfo; Sequeira, Alfredo FabiánLa biomasa lignocelulósica residual representa una valiosa fuente de materiales poliméricos de interés industrial debido a su origen renovable y biodegradabilidad de sus subproductos. En la zona del noreste argentino se encuentra gran cantidad de esta biomasa en forma de cascarilla como consecuencia del descascarillado del grano de arroz. Actualmente trabajamos en la obtención de productos de alto valor agregado (celulosa, lignina y sílice) a partir de los componentes de la biomasa de cascarilla de arroz bajo el concepto de biorrefinería y tendiendo a residuo cero. La carboximetilcelulosa (CMC) es el más importante éter derivado de la celulosa con aplicaciones en la industria alimentaria como estabilizante, espesante, emulsionante, antiaglomerante, y fibra dietética debido a su poder absorbente y gelificante. En este trabajo nos proponemos obtener CMC eterificando la celulosa sin blanquear obtenida a partir de la cascarilla de arroz empleando una modificación del método Druvacell. La celulosa sin blanquear es pretratada con isopropanol e hidróxido de sodio para promover el hinchamiento de las fibras y la ionización de los grupos hidroxilos, y luego se realiza la eterificación con ácido monocloroacético. Se utilizaron distintas concentraciones de hidróxido de sodio y de ácido para observar sus efectos en la pureza y el grado de sustitución de la CMC obtenida. Se realizó también un análisis de espectrometría infrarroja para reconocer los grupos sustituyentes del producto final. Se logró obtener una CMC cruda con una pureza mayor al 70% y un grado de sustitución mayor a 0,6.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 Evaluación del potencial energético del bio-oil y el bio-char de biomasa residual de las industrias forestales del NEA(2022-06-24) Tourn, Silvana; Dagnino, Eliana Paola; Sequeira, Alfredo Fabián; Morales, Walter Gustavo; Chamorro, Ester R.Las industrias forestales de la región generan alrededor de 850 tn/día de aserrín de quebracho colorado agotado. Este residuo puede convertirse en biocombustibles con mayor densidad energética a partir de la pirólisis. Los biocombustibles pueden aprovecharse para alimentar las calderas de las mismas industrias y reducir costos. En este trabajo, se estudió mediante método estadístico de optimización, la pirólisis de biomasa residual a escala laboratorio. En el método estadístico de optimización experimental, se utilizó un modelo factorial (3k). Para esto, se mantuvieron constantes, la masa de aserrín en 6 g, el flujo del gas inerte (N2) en 14,5 ml/min y la temperatura a 550°C (con una rampa de calentamiento de 30°C/min). Los factores que se variaron fueron, el tamaño de partículas del aserrín y el tiempo de retención de pirólisis. Los resultados indicaron que no existen diferencias significativas en el rendimiento de los biocombustibles al variar los factores mencionados. El reactor de lecho fijo presentó un rendimiento de producto líquido del 49,7%, sólido del 23,8% y gas del 26,5%. Luego se caracterizaron los productos sólidos y líquidos de pirólisis, con el objetivo de evaluar su aprovechamiento como fuente energética en el sistema. El Poder Calorífico Superior (PCS) del producto líquido resultó de 31,5 MJ/kg con una densidad de 1,05 kg/dm3, pH de 2 y una humedad de 81,23%. El bio-char presentó un PCS de 29,45 MJ/kg y el análisis inmediato realizado arrojó 74,8% de carbono fijo. El análisis elemental del bio-char indicó 0,64% de N, 75,75% de C, 3,47% de H y 20,14% de O. A partir de estos resultados es posible verificar que el bio-char es un combustible más estable, pero con propiedades energéticas inferiores a las del producto líquido. El producto líquido de pirólisis presenta un mayor valor añadido, sin embargo, las características físicas revelan la necesidad de refinarlo para su posterior uso en calderas y hornos industriales.