Tesis (Ingeniería Química)

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Aislamiento e identificación de bacterias ferrooxidantes y sulfooxidantes delárea minera de Riotinto
(1998) Segura Pachón, Dolores; Palencia Pérez, Inmaculada; Bellogín Izquierdo, Ramón Andrés; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química; Universidad de Sevilla. Departamento de Microbiología
El objetivo principal de este trabajo consiste en el estudio y clasificación de la población bacteriana con capacidad oxidante de hierro, azufre y sulfuros metálicos que se localizan en el área minera de Riotinto y constituyen un parte fundamental de la comunidad microbiana de esta zona. Por otra parte, es interesante conocer el tipo y magnitud de la actividad lixiviante de los microorganismos identificados, para determinar su participación en el mantenimiento de las condiciones de acidez y concentración de metales, que le dan a este hábitat el calificativo de "ambiente extremo" y del que, en gran medida, las bacterias quimiolitoautótrofas identificadas en el presente trabajo son responsables directas- Para la consecución del objetivo central de este trabajo, se siguió el plan de trabajo que a continuación se expone: 1. Completar y actualizar el estudio bibliográfico. 2. Seleccionar los puntos de muestreo representativos del área de Riotinto y estudiar los parámetros físico-químicos (acidez, concentración de metales y temperatura) que los caracteriza. 3. aislamiento, caracterización e identificación de bacterias acidófilas quimiolitoautrófas ferrooxidantes y sulfooxidantes, y de bacterias heterótrofas asociadas presentes en las muestras. Para ello, ha habido que poner a punto diversos medios y métodos de cultivo, entre ellos, un medio sólido eficaz para el aislamiento y purificación de algunas de estas bacterias. 4. Estudiar la cinética de la oxidación bacteriana de diferentes sustratos inorgánicos (hierro (II), azufre, tiosulfato, tetrationato y pirita) llevada a cabo por las distintas estirpes aisladas. Determinar la eficacia oxidativa de las distintas estirpes con respecto a las poblaciones mixtas presentes en el hábitat natural. 5. Determinar la influencia de las distintas variables (pH, temperatura y estirpe empleada) que afectan a la lixiviación microbiológica del hierro (II).
Un análisis de la compactación de polvos metálicos
(1967-06-19) Herrera Luque, Enrique Juan; Pérez Rodríguez, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Antimicrobianos polifenólicos y oleosídicos en alimentos derivados de la aceituna
(2008-12-15) Medina Pradas, Eduardo; Medina Pradas, Eduardo; Castro Gómez-Millán, Antonio de; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
El olivo es una de las plantas cultivadas más antiguas. Su origen se remonta a los años 4000-3000 antes de nuestra Era en la región de Palestina. El olivo, Olea europaea L., pertenece a la familia Oleaceae y es la única especie de la familia con fruto comestible. Alrededor del 90 % de las aceitunas producidas se destina a la obtención de aceite de oliva y el resto se consume directamente como acei tunas de mesa (COI, 2007). Durante siglos, tanto el aceite de oliva como extractos de hojas de olivo se han empleado para tratar múltiples enfermedades, muchas de ellas de origen microbiano. Incluso en el Medievo, los alquimistas utilizaban el símbolo mostrado en la Figura 1 para designar al aceite de oliva como una entidad química distinta. En el siglo XIX usaban extractos de hojas de olivo para combatir la malaria y hoy son numerosas las empresas que comercializan estos extractos para el tratamiento, entre otros usos, de enfermedades de origen microbiano. Sin embargo, los productos más importantes que se obtienen del olivo, desde un punto de vista comercial, son las aceitunas de mesa y el aceite de oliva. Debido a la demanda creciente de alimentos con propiedades beneficiosas para la salud y de sustancias antimicrobianas de origen natural, los objetivos concretos de esta Tesis Doctoral fueron: a) Identificar los compuestos con mayor actividad antimicrobiana del aceite de oliva y aceitunas de mesa. b) Comparar la importancia de su actividad frente a la de otros compuestos (naturales y sintéticos) y alimentos. c) Explicar los problemas de inhibición del crecimiento de bacterias lácticas en aceitunas de mesa. d) Identificar una fuente importante de compuestos antimicrobianos de origen natural en los alimentos derivados de las aceitunas.
Aplicación de la resonancia magnética nuclear a la determinación de la riqueza grasa en aceitunas
(1976-05-26) Romero Guzmán, Fernando; Gracián Tous, Jaime; Martínez Moreno, Juan; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Para el desarrollo racional de los procesos industriales , son precisos controles en las materias primas, en los productos intermedios y en los productos finales. Una buena parte de estos controles la ocupan las determinaciones analíticas, que permiten inferir los resultados de la planta a partir de los de muestras pequeñas. Los condicionantes económicos de la Industria valoran extraordinariamente el factor tiempo, por lo que los métodos analíticos de aplicación industrial deben tenerlo muy en cuenta: en la industria se necesitan conocer los resultados a tiempo, por lo que los análisis han de ser rápidos y fáciles de ejecutar e interpretar. El desarrollo de la instrumentación científica permite el que se pueda disponer de ciertas técnicas mediante las cuales se realizan, con facilidad y rapidez, determinaciones analíticas, lo que se puede aprovechar para el control industrial. Sus resultados pueden, en su momento, ser transferidos a centrales automáticas programadas, que, a la vez, conducen el proceso en función de los datos que los instrumentos de análisis les van enviando. Es decir, la buena marcha de los procesos industriales demanda métodos analíticos objetivos, precisos, rápidos y susceptibles de utilizarse en sistemas automáticos de medida y control. Una de las industrias menos desarrolladas en este sentido es la de extracción del aceite de oliva. En las almazaras, en general, no se lleva a cabo un buen control analítico debido, en gran parte, a la inexistencia de métodos que reúna satisfactoriamente, las condiciones antes enumeradas. Para el control del proceso que se lleva a cabo en esta industria, entre los parámetros de mayor interés económico están la humedad y la riqueza grasa de la materia prima y del producto sólido final, u orujo. Para la determinación de riqueza grasa en aceitunas, el método oficial existente en España viene definido por la norma UNE 55-030, y es un procedimiento de extracción con hexano, en caliente, de la pasta de aceitunas previamente deshidratada con sulfato sódico anhidro. Dado que su duración es de 7 a 8 horas, y que implica el empleo de un disolvente inflamable, se ha tratado de sustituir por otros que eliminasen algunas de sus desventajas. En los años 60 se comenzó a extender el método del “Oleómetro C.N.T.A”, en el que la riqueza grasa se determina extrayendo un peso conocido de pasta de aceitunas, en frío, con un disolvente orgánico (orto-diclorobenceno), en determinada proporción y midiendo la densidad de la miscela filtrada. Con diversas modificaciones (termistatación, lectura sobre contador, empleo de otro disolvente, etc.) se está introduciendo en la actualidad un oleómetro conocido por el nombre de “Foss-let”, siendo la duración de un análisis de alrededor de 20 minutos. Pero, de todos modos, no se ha hallado ninguna técnica lo suficientemente satisfactoria, hasta el momento. Durante la última década se ha propagado mucho en el campo de las semillas oleaginosas la determinación de materia grasa por resonancia magnética nuclear. Esta técnica es no destructiva, rápida, cómoda y susceptible de automatización. A la vista de los resultados obtenidos con semillas, el Departamento de Análisis del Instituto de la Grasa consideró de interés la posibilidad de aprovechar la misma base al objeto de aplicarla a la determinación de riqueza grasa en aceituna y orujos. Como consecuencia de lo expuesto hasta ahora, se planteó y llevó a cabo la presente investigación. La resonancia magnética nuclear tiene su fundamento en la capacidad de algunos núcleos de comportarse como imanes elementales y de orientarse, en consecuencia, en presencia de un campo magnético externo; esta orientación puede invertirse comunicando una cierta energía al sistema, en forma de radiofrecuencias, constituyendo este cambio del sentido de la orientación lo que se denomina resonancia magnética nuclear. Uno de los núcleos que pueden resonar es el de hidrógeno-1, mientas que no presentan esta propiedad el carbono-12, el nitrógeno-14 y el oxígeno-16, entre otros. Por consiguiente, en los materiales orgánicos sólo resonarán, normalmente, los núcleos de hidrógeno-1 y de carbono-13. El número de núcleos que cambian de orientación es proporcional al número de núcleos de la misma especie presentes, a una relación determinada de frecuencia a campo magnético, que en el caso de los protones vale 42’58 MHz.T-1. La existencia en el mercado de espectómetros que pueden separar las resonancias de los líquidos de las de los sólidos, permite la medición de la absorción de energía de r.f. del aceite y del agua, en aquellos productos que los contengan. En el caso de las semillas, éstas se desecan al objeto de eliminar la señal del agua, con lo que el único líquido que resuena es el aceite. Sin embargo, el problema de las aceitunas (y de algunos otros frutos) es la elevada humedad que supone la existencia de entre 2 y 3 veces más agua que aceite. Las opciones que se tienen para determinar sólo la grasa, son: la eliminación del agua, la eliminación de la resonancia del agua y la separación de las resonancias del agua y el aceite. En relación con todas estas posibilidades, se puede operar con tres técnicas de r.m.n. distintas: la de baja resolución, la de alta resolución y la de impulsos. La técnica de alta resolución diferencia las frecuencias de resonancia de los diversos constituyentes, con lo que se permite su cuantificación simultánea. Sin embargo, las determinaciones cuantitativas, por dificultades inherentes a la misma técnica, no son muy buena. Por otro lado, los requerimientos del instrumental en cuanto a su instalación y manejo, así como su coste, hacen prohibitiva su utilización para el control industrial. La técnica de impulsos consiste en colocar la muestra en el seno de un campo magnético y someterla a irradiación con ondas de radio, hasta conseguir que los núcleos resuenen. Después, se interrumpe bruscamente la irradiación y se ve el tiempo que tardan los núcleos en abandonar la energía que han absorbido, es decir, el tiempo de relajación. Este tiempo es distinto para el agua y el aceite, con lo que se pueden cuantificar ambas sustancias. Incluso se puede medir el contenido sólido de una grasa plástica. Su desarrollo es relativamente reciente, pero parece que es una técnica muy útil. Sus espectrómetros son menos costosos y más fáciles de manejar e instalar que los de alta resolución. En banda ancha o baja resolución se detecta la respuesta conjunta del agua y el aceite. Para cuantificar el aceite en presencia del agua se pueden utilizar tres técnicas basadas, respectivamente, en la eliminación del agua, la eliminación de la señal del agua y la diferenciación de los tiempos de relajación de los protones del agua y el aceite. El agua se elimina por calefacción. El problema de las aceitunas es que al calentarlas rezuman aceite, lo que presenta problemas a la hora de las determinaciones cuantitativas. Por otro lado, su gran contenido de humedad hace que el tiempo necesario para la desecación sea considerablemente elevado, si se utilizan las estufas convencionales. En esta investigación se solucionó el primer problema trabajando con aceitunas sajadas y utilizando papel “Melinex”, que impedía la pérdida de aceites, y el segundo se intentó disminuir utilizando las radiaciones infrarrojas y la irradiación con microondas. En el caso de las radiaciones infrarrojas se ha llegado a establecer una metódica duración total es de unas tres horas, en la que se determinan humedad y grasa, presentando, respectivamente, con las metódicas normalizadas, unas correlaciones definidas por r = 0,933 y r = 0,941. La precisión estadística del método de la determinación de riqueza grasa, para un nivel de significación del 99%, es de 2,05. Las manipulaciones precisas fueron: sajar las aceitunas, pesar y cambiar las muestras desde las cápsulas al tubo de medida. El valor de humedad y volátiles es superior al que se obtiene siguiendo la metódica normalizada de desecación en estufa a 105 ºC. Por lo que se refiere a la utilización de las microondas, se han hallado una serie de dificultades por causa de que el horno que huno que utilizar carecía de adecuada regulación de potencia y frecuencia. En este sentido, se solicitó la colaboración del Instituto de Investigaciones Físicas del C.S.I.C., que está estudiando las posibles reformas a introducir, con vistas a la utilización que se pretende. Por ello, se hubo de descartar, por el momento, esta forma de desecación. La eliminación de la señal del agua se consigue inmovilizándola, transformándola de líquida en sólida. Esto puede conseguirse convirtiendo el agua libre en agua de cristalización, mediante la adición de algún agente sólido deshidratante. Esta metódica requiere la molienda previa de la muestra, habiéndose utilizado un molino de de martillo como el que se recomienda en el método normalizado. Como agentes desecantes se probaron el sulfato sódico anhidro y el sulfato cálcico anhidro (obtenido por desecación del yeso de pintor y del producto comercial “Drierite”). Realizadas experiencias previas se desechó el sulfato sódico, eligiéndose el yeso de pintor, desecado a 250 ºC durante 2 ó 3 horas. La metódica que se estableció en el transcurso del presente trabajo requiere la molienda previa de las aceitunas, la mezcla íntima con el agente deshidratante y un tiempo de contacto de al menos media hora. En total la duración puede ser de unos 40 minutos. El coeficiente de correlación obtenido frente a le metódica normalizada es de 0,949, siendo la precisión estadística de 0,65, para un nivel de significación del 99%. Por este método no se determina la humedad, aunque podría estimarse utilizando una técnica que se verá más adelante. La tercera posibilidad, basada en los distintos tiempos de relajación de los protones del agua y del aceite, es la técnica de saturación de radiofrecuencias. Para ella se utilizó el dispositivo de muestras de 150 ml, efectuándose dos medidas sobre las aceitunas, que no habían sido sometida a ninguna operación previa (salvo, claro está, la pesada), a dos niveles distintos de r.f.: el nivel máximo de la escala y el nivel óptimo en las condiciones de trabajo. La duración de un análisis por esta técnica es de, aproximadamente, 5 minutos. Aplicado durante la Campaña1974-75 se obtuvo un coeficiente de correlación respecto de la metódica normalizada de 0,966. Al aplicarla a las aceitunas de la Campaña 1975-76, sin embargo, no dio buen resultado, debido posiblemente a la falta de humedad en las aceitunas por causa de condiciones climatológicas adversas. Introduciendo algunas modificaciones, para las muestras de las dos Campañas, en su conjunto, se obtuvo un coeficiente de correlación de 0,734, siendo la precisión estadística, para un nivel de significación del 99 por ciento, de 0,54. Permite también el cálculo de la humedad, siendo la precisión, para el mismo nivel de significación, de 0,96, presentado un coeficiente de correlación con la metódica de desecación a 105 ºC de 0,758. Combinando esta técnica con la de deshidratación química previa con sulfato cálcico anhidro, se pueden determinar humedad y riqueza grasa. Realizadas experiencias durante las dos Campañas antes citadas, se obtuvo una correspondencia entre la humedad así obtenida y la humedad y volátiles por el método normalizado de desecación a 105 ºC, representada por un coeficiente de correlación de 0,841. A la vista de todo lo que hasta ahora ha quedado expuesto, los métodos que mejor resultado han dado son el de deshidratación con sulfato cálcico y el de desecación en estufa de infrarrojos. El primero presenta una mayor precisión estadística y menor duración del análisis, mientras que el segundo tiene como ventaja el que da la humedad y que trabajando en determinadas condiciones se puede conseguir que el contados del aparato de directamente la riqueza grasa. Respecto de la técnica de saturación, si bien es cierto que las correlaciones obtenidas no permiten establecer una metódica analítica útil, si indican que es posible que modificando las condiciones de trabajo se pueda llegar a ella: los coeficientes de correlación obtenidos indican que, con una probabilidad del 99,9%, hay correspondencia entre esta técnica y los métodos normalizados. Si se lograra mejorar estos coeficientes, se tendría una técnica objetiva, no destructiva, muy precisa, rápida y que no necesitaría manipulación previa de la muestra, dando información acerca de la riqueza grasa y de la humedad. Por todo ello, y tomando como base las experiencias realizadas en el transcurso de la presente investigación, se ha seguido profundizando en esta técnica en especial, abordando algunos aspectos que hasta ahora se habían pasado por alto, por salirse de la línea de investigación seguida, y que pudieran arrojar algo de luz sobre el problema planteado. Por último y seleccionando la técnica de r.m.n. con deshidratación previa de la pasta con sulfato cálcico anhidro, sólo quedaría compararla con alguna metódica que se emplee actualmente. Se ha dicho que la técnica más utilizada consiste en medir la densidad de una misma obtenida por extracción en frio de la pasta. A este respecto, se ha estudiado la técnica del “Oleómetro C.N.T.A.”, la cual tiene una precisión estadística de 2,00, para un nivel de significación del 95%, presentando una correspondencia con el método normalizado definida por un coeficiente de correlación de 0,945. Inconvenientes de esta técnica son el manejo de disolventes, la dificultad de conseguir una buena extracción y la medida de la densidad de una manera precisa. El método “Foss-let” a que antes se hizo referencia incorpora una nueva posible causa de error: la densidad se mide con ayuda de un flotador que se acciona electromagnéticamente, habiendo un desfase entre el movimiento del mando que actúa sobre el campo magnético y la aparición en la superficie libre de la cámara de medida, del flotador. En cuanto a duración de la determinación aislada, obviamente hay una ventaja a favor de los “Oleómetros”, de 20 minutos frente a 40, pero en series de medidas, la duración por muestra en la técnica de r.m.n. se puede reducir a 15 minutos, ya que ha un tiempo muerto que puede aprovecharse. Una ventaja adicional es la posibilidad de tener una idea de la humedad de la muestra con sólo 5 minutos más en la técnica de r.m.n., mientras que esto no es posible empleando los oleómetros; esto se haría por saturación de radiofrecuencias. En resumen, puede concluirse que se ha cubierto el objetivo propuesto de lograr una técnica analítica objetiva, rápida, precisa y cómoda de realizar, que presenta ventajas respecto de las técnicas que actualmente se utilizan. Se proponen dos metódicas de las cuales se elige una como método recomendado, a la par que se llega a la determinación de profundizar en el estudio de la técnica de saturación de r.f., que puede tener como resultado la enunciación de una nueva metódica aún más ventajosa que las actuales propuestas. Simultáneamente se ha estudiado la utilización en semillas oleaginosas, observándose que en ocasiones la r.m.n. puede dar mejores resultados cuantitativos que el método normalizado.
Aplicación de la resonancia magnética nuclear de 13 c a la mejora del análisis de aceites vegetales
(2004-03-08) Gómez López, Gemma; Zamora Corchero, Rosario; Hidalgo García, Francisco Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Teniendo en cuenta que la autenticidad y calidad de los aceites vegetales requieren un gran número de determinaciones analíticas por métodos que son laboriosos y lentos, el objetivo de esta Tesis es estudiar las posibilidades que presenta la espectroscopia de resonancia magnética nuclear de 13C como método analítico único que pueda definir la autenticidad y calidad de los aceites vegetales. Este o bjetivo global conlleva una serie de objetivos parciales que se corresponden con las distintas partes en las que se ha dividido esta Tesis. Debido a la importancia de los componentes menores en la definición de la autenticidad y calidad de los aceites, el primer objetivo ha sido el desarrollo de un procedimiento que permita concentrar estos componentes menores, para que la espectroscopia de RMN pueda extraer toda la información contenida en los mismos en un período de tiempo relativamente corto. El segundo objetivo ha sido la caracterización de las fracciones cromatográficas obtenidas de los aceites y el análisis de los espectros de RMN de 13C obtenidos de estas fracciones, para determinar si los espectros constituyen un patrón específico de los aceites. El objetivo último de este punto es la determinación de si los espectros obtenidos, que deben diferir tanto cualitativa como cuantitativamente entre los distintos aceites por las diferencias entre sus componentes, constituyen un patrón específico de cada uno de ellos. Por último, considerando que estas fracciones contengan una parte importante de los componentes que definen la autenticidad y calidad de los aceites, debería ser posible extraer de los espectros la información necesaria para evaluar estos aspectos. En particular, dentro de este objetivo se ha pretendido usar la espectroscopia de RMN de 13C en la determinación de la autenticidad de los aceites vegetales, en la determinación de distintos parámetros analíticos de los aceites, en la predicción de su estabilidad y color y en el estudio de los procesos oxidativos que ocurren en los aceites cuando son calentados a 60ºC o termooxidados.Si la resonancia magnética nuclear de 13C es capaz de producir resultados aceptables en un periodo de tiempo razonable en la totalidad, o, al menos, en una parte significativa de las medidas anteriores, entonces esta técnica podría ser una alternativa válida a muchos de los métodos analíticos aplicados hoy en día y a pesar de las potenciales limitaciones de la misma: su baja sensibilidad y el alto coste del equipo necesario.
Aplicación de las resinas intercambiadoras de iones en la mejora de la estabilidad del aceite de oliva
(1970-01) Albi Virella, Tomás; Vioque Pizarro, Eduardo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Aportación al estudio de mejoras en la industria extractora de orujos y aprovechamiento de subproductos
(1992-02-07) Ramos Suria, Ricardo; Flores Luque, Vicente; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Aprovechamiento integral de la macroalga invasora Rugulopteryx okamurae: obtención de compuestos bioactivos, bioenergía en forma de biogás y biofertilizantes
(2024-05-09) Lama Calvente, David de la; Borja Padilla, Rafael; Raposo Bejines, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
En el año 2015 apareció de forma masiva en las costas de Ceuta el alga parda Rugulopteryx okamurae (Dictyotales, Ochrophyta). Lo que provocó que en el año 2020 fuera considerada como una especie invasora por la Unión Europea. Desde entonces, el alga R. okamurae se ha expandido rápidamente a lo largo del Mediterráneo causando un impacto ambiental sin precedentes. Paralelamente, la búsqueda de tecnologías más sostenibles capaces de competir con los productos derivados de los combustibles fósiles aboga por el uso de biomasas de origen natural por su potencial para la producción energética y para la obtención de compuesto de alto valor. Entre estas biomasas, las macroalgas han destacado como biomasas de tercera generación. Desde la perspectiva de la economía circular, la digestión anaerobia (DA) es considerada un proceso altamente eficaz. La comunidad microbiana involucrada en el proceso convierte el sustrato en biogás (rico en metano) y en un efluente rico en nutrientes. Sin embargo, las macroalgas presentan algunos inconvenientes que no permiten una digestión eficiente: baja relación C/N y presencia de compuestos difícilmente degradables o inhibitorios. Esta Tesis propone y evalúa el aprovechamiento integral de la especie invasora R. okamurae. Inicialmente, se aplicaron pretratamientos térmicos y mecánicos, buscando la rotura de la pared celular del alga y la descomposición de compuestos difícilmente degradables, como la celulosa cristalina. El mayor rendimiento en metano fue obtenido tras la aplicación del pretratamiento térmico de 120 oC durante 45 min y tras el pretratamiento mecánico asistido con zeolita, sin observarse diferencias significativas entre ambos (240 - 250 NLCH4 kg-1 VS). Posteriormente, se evaluó el impacto del ciclo de vida de esta especie en el sistema de DA, pretratando la biomasa según los resultados anteriores. El mayor rendimiento en metano se obtuvo a partir del alga de arribazón fresco pretratada mecánicamente con zeolita (219 (15) NLCH4 kg-1 VS), lo que señala al uso de zeolita como una alternativa económica frente a otros tratamientos. Debido a la baja ratio C/N de la macroalga, se planteó la co-DA con un co-sustrato rico en C, como el alperujo (el mayor residuo derivado del proceso de producción de aceite de oliva por el sistema de dos fases). El rendimiento en metano más alto se obtuvo para la mezcla 1 R.o. – 3 OMSW (C/N = 24.7) (450 (70) NLCH4 kg-1 VS), mejorando la producción de metano de la macroalga y del alperujo por separado. En un siguiente estudio, se optimizó el proceso de extracción de azúcares reductores y compuestos fenólicos con capacidad antioxidante mediante la metodología de superficie-respuesta. El punto óptimo se encontró para la biomasa secada a 100 oC y molida durante 60 s en ausencia de zeolita. Además, se estudió la producción de metano del residuo extractado producido. El rendimiento en metano más alto fue obtenido para las muestras doblemente extractadas (140 – 150 NLCH4 kg-1 VS) sin diferencias significativas entre el tipo de biomasa (natural y de arribazón) o el orden de los dos disolventes usados (etanol y agua). Para cerrar el ciclo del modelo circular aquí propuesto, el digestato derivado del proceso de DA se evaluó como fertilizante en el crecimiento de la especia mediterránea Avena strigosa. Dos digestatos anaerobios, derivados de la biomasa pretratada térmica y mecánicamente, fueron utilizados en el ensayo. Así se comprobó que ambos digestatos podrían ser usados efectivamente como fertilizantes en el cultivo de avena, obteniendo una eficiencia de producción similar (pretratamiento mecánico) o mayor (pretratamiento térmico) al de un fertilizante inorgánico.
Aprovechamiento y revalorización de un residuo proteico del maíz como estabilizante de productos alimentarios
(2022-03-24) Santos García, Jenifer; Alfaro Rodríguez, María del Carmen; Trujillo-Cayado, Luis Alfonso; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
El objetivo principal de esta tesis fue el desarrollo y la caracterización de emulsiones de grado alimentario usando como estabilizante un residuo proteico de la industria del etanol y del maíz, la zeína. Aunque originalmente, esta proteína fue considerada un residuo, hoy en día se considera que posee un gran potencial para la ingeniería de tejidos, la administración de fármacos y su uso en productos alimentarios. Sin embargo, su uso como único estabilizante en emulsiones muestra estabilidades muy limitadas. Por ello, se ha empezado a usar su uso combinado con polisacáridos. En esta tesis, se han desarrollado sistemas basados en emulsiones formulados con diferentes complejos zeína-polisacaridos : zeína-goma xantana, zeína-goma guar y zeína-goma diutan. De este modo, se ha conseguido aumentar la estabilidad de estos sistemas alimentarios reduciendo sus mecanismos de desestabilización. Por otro lado, estas emulsiones serán formuladas con aceites ricos en ácidos grasos ω-3, como el aceite de girasol alto oleico. De este modo, estos sistemas están especialmente diseñados para celiacos, veganos, vegetarianos y mujeres embarazadas que necesitan altas dosis de estos ácidos grados y con ello se contribuye a cubrir las necesidades de estos nichos de mercado. Esta tesis consta de cuatro capítulos. El primero es una introducción teórica donde se desarrollan conceptos tan importantes como emulsiones, procesado de emulsiones y mecanismos de desestabilización de emulsiones. Además, se presentan los compuestos usados en este proyecto y sus principales características. El segundo capítulo se centra en el desarrollo de emulsiones Pickering usando un método de emulsificación simple como es un homogeneizador rotor-estator. Primero, se estudian las emulsiones basadas solo en zeína donde se optimiza la formulación usando la metodología de las superficies de respuesta. Después, se evalúa la incorporación de la goma Xantana de alto rendimiento como estabilizante y espesante. Este estudio muestra que la incorporación de dicha goma además de conseguir unas emulsiones con propiedades viscoelásticas ya que forma un recubrimiento en las gotas (comprobado por FESEM), mejora en gran medida su estabilidad física reduciendo el fenómeno de cremado que presentaba la emulsión formulada solo con zeína. En el tercer capítulo, se optimizan los parámetros de procesado usando un ultrasonido de alta intensidad para obtener emulsiones con zeína y aceite de girasol alto oleico. Después, se evalúa la formación de un complejo zeína-goma guar y zeína-goma diutan estudiando las propiedades reológicas, estabilidad física y microestructura de estas emulsiones. Un incremento en la potencia del ultrasonido, el tiempo de procesado y ciclos provocó una disminución del tamaño de gota en ausencia de recoalescencia. Además, la emulsión optimizada fue el punto de partida para formar los dos coacervatos: zeina con goma guar, y zeína con goma diutan a diferentes concentraciones. Los complejos de zeína y goma guar no formaron un gel reológico, como consecuencia, estas emulsiones sufrieron proceso de desestabilización con el tiempo de almacenamiento. Por el contrario, las emulsiones formuladas con goma diutan presentaron una red 3D, observada por FESEM y demostrada por las medidas reológicas. Este capítulo resalta la importancia de la elección del polisácarido usado en las emulsiones alimentarias formuladas con zeína. En el último capítulo, el objetivo fue evaluar el proceso de homogenización basado en el uso del microfluidizer. Se estudió la influencia de la presión de homogenización y del número de pasadas en el tamaño de gota usando la metodología de las superficies de respuesta. Posteriormente, se investigó la concentración de la goma diutan en estas emulsiones preparadas con microfluidizer ya que anteriormente fue la goma que mejores resultados mostró. Teniendo en cuenta el análisis de las superficies de respuesta, la emulsión procesada a 20000 psi y cuatro ciclos mostró el diámetro de Sauter mas pequeño (emulsión optimizada). Además, la emulsión con 0.4% p/p de goma diutan presentó propiedades reológicas de gel y una alta estabilidad física. Por lo tanto, se consiguió una emulsión estable con el tiempo con tamaño de gota submicrónico con la formación del complejo zeína- goma diutan. Finalmente, se presentan las conclusiones más importantes de esta tesis.
Assessment of microfluidization for the preparation and characterization of submicron emulsions of essential oils
(2021-05-05) Martín Piñero, María José; Muñoz García, José; Alfaro Rodríguez, María del Carmen; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
This Ph.D. Thesis is a contribution to gain a deeper insight into the formulation and processing of submicron essential oil emulsions, using a novel bio-based surfactant derived from wheat biomass. Thyme and rosemary oil emulsions were prepared by microchannel homogenization, based on the microfluidization technique. They were characterized by assessing their physical stability, rheological and microstructural properties.
Biodisponibilidad de los componentes del insaponificable del aceite de oliva en humanos
(2009-03-13) Kasem Kasem, Iman; Pérez-Camino, María del Carmen; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Introducción. Los aceites de oliva y orujo de oliva son una fuente importante de componentes menores insaponificables de probada actividad biológica, entre los que se encuentran esteroles, dialcoholes triterpénicos, alcoholes grasos lineales, escualeno y tocoferoles. En este trabajo se ha puesto a punto una metodología para determinar la biodisponibilidad de estos componentes en los lípidos procedentes de lipoproteinas ricas en triglicéridos (TRL) de humanos durante un periodo postpandrial de 6 horas tras ingestas suplementadas con aceites de oliva y de orujo de oliva. Objetivos. El objetivo es el estudio de la biodisponibilidad de la fracción insaponificable de aceites de orujo de oliva en humanos. Se ha establecimiento una sistemática analítica para el aislamiento de lípidos procedentes de TRL que posteriormente son cuantificados mediante cromatografía de gases. Los resultados son comparados con los obtenidos cuando la ingesta contiene aceite de oliva refinado. Los objetivos específicos han sido: 1. Puesta a punto de metodología analítica. 2. Evolución concentración-tiempo de los componentes menores detectados. 3. Estudio comparativo de ingestas conteniendo orujo y oliva. Resultados. La mayoría de los compuestos se han identificado aislando previamente cada una de las familias mediante CCF y, al mismo tiempo, en el caso en que se disponía, utilizando un patrón puro. Los resultados definitivos de la identificación, se han obtenido mediante el acoplamiento cromatografía de gases-espectrometría de masas (CG-MS). Así, hemos identificado 26 componentes menores agrupados en las siguientes familias: Alcoholes alifáticos, dialcoholes triterpénicos, escualeno, esteroles y tocoferoles. Se han determinado los límites de detección de los compuestos que están comprendidos entre 0,01-0,108 µg/mL de TRL. Los resultados, obtenidos a partir de los ensayos realizados con voluntarios sanos y enfermos, se presentan en función de un periodo postpandrial de 6 horas tras las ingestas conteniendo cada uno de los aceites del estudio.
Biolixiviación de menas refractarias de oro y plata
(1994) Iglesias González, María Nieves; Carranza Mora, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
El agotamiento de las reservas convencionales de oro y plata, ha originado que masas minerales cuya explotación y procesado fueron en un tiempo rechazadas, hayan pasado a tener, hoy en día, interés desde el punto de vista económico. La aplicación de la bi
Biolixiviación de residuos piríticos de la flotación de sulfuros polimetálicos
(2024-05-16) Romero García, Aurora; Iglesias González, María Nieves; Mazuelos Rojas, Alfonso; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Los bioprocesos en el campo de la minería presentan innumerables ventajas respecto a los métodos metalúrgicos convencionales. Actualmente, se aplican principalmente en el pretratamiento de minerales y concentrados de oro, así como en la producción de cobre a partir de sulfuros secundarios presentes en minerales de baja ley. La aplicación en otros ámbitos potenciales como el tratamiento de concentrados de sulfuros polimetálicos o la valorización de residuos mineros, requiere de un mayor nivel de esfuerzo en la adquisición del conocimiento necesario para la implementación de esta biotecnología. Hasta el momento, la generación del conocimiento en este campo se ha centrado en aspectos microbiológicos, habiéndose dedicado a la tecnología y el diseño de reactores no más del 2% de la producción científica. Sin embargo, las crecientes presiones de índole ambiental, legislativa y socioeconómica en el sector minero están impulsando un mayor reconocimiento de la necesidad de implementar tecnologías como la biolixiviación. Para abordar el conocimiento necesario para el diseño de reactores, es esencial comprender la química fundamental de las reacciones involucradas y las variables que afectan la cinética del proceso. Factores como la composición del medio de cultivo, la concentración de sólidos biolixiviables, la disponibilidad de oxígeno, el pH, el tamaño de partículas y el potencial de óxido–reducción influyen en la cinética y define lo límites de contorno para la optimización y para el diseño de reactores. Factores como la composición del medio de cultivo, la concentración de sólidos biolixiviables, la disponibilidad de oxígeno, el pH, el tamaño de partículas y el potencial de óxido–reducción influyen en la cinética y define los límites de contorno para la optimización y el diseño de reactores. Esta investigación incluye una exhaustiva revisión bibliográfica, la caracterización detallada de los materiales sólidos a tratar, ensayos de biolixiviación en matraces Erlenmeyer y en reactores de tipo tanque agitado de diferentes volúmenes, así como el estudio de las variables mencionadas anteriormente. Además, se han desarrollado metodologías novedosas para estimar separadamente las velocidades de los procesos de generación y consumo de Fe2+, los cuales tienen lugar simultáneamente en el proceso de biolixiviación, para llegar finalmente a postular un nuevo modelo para este proceso. También se proponen estequiometrías adecuadas para las distintas fases del proceso de biolixiviación y se comparan modelos comunes de las reacciones sólido-líquido, discutiendo su relación con la fenomenología de la biolixiviación. En esta tesis, la biolixiviación se presenta como una tecnología que no solo facilita la eliminación de materiales potencialmente contaminantes, como los residuos piríticos, sino que también aprovecha de manera integral los recursos presentes en ellos. Este enfoque no solo mejora la viabilidad económica del proceso al maximizar el valor de los recursos recuperados, sino que también promueve una gestión más responsable y sostenible de los recursos naturales.
Biooxidación de tiosales con microorganismos extremófilos.
(2018-05-04) Montes Rosua, Cristina; Carranza Mora, Francisco; Mazuelos Rojas, Alfonso; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Cambios en la composición de pigmentos en frutos de Capsium annuum durante la maduración y procesado para pimentón: variedades Bola y Agridulce
(1994) Hornero Méndez, Dámaso; Pereda Marín, Juan; Mínguez Mosquera, María Isabel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
La legislación más reciente tiende a restringir el uso de colorantes alimenticios de origen sintético, potenciándose cada vez más el uso de materias colorantes de origen natural. En este sentido los productos derivados del pimiento rojo, concretamente pim
Características técnicas de rocas ornamentales en la edificación
(1999) Rodríguez García, María Reyes; Barrios Sevilla, Jesús; Pereda Marín, Juan; Universidad de Sevilla. Departamento de Construcciones Arquitectónicas I (ETSA); Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
En distintos tipos de rocas ornamentales (3 graníticas, 2 calizas y un mármol) se determinan:-Coeficiente de dilatación mediante bandas extensiométricas en ... situaciones soleadas y sombría.-Coeficiente de capilaridad.-Tensiones de adherencia con 5 tipos de morteros habituales en edificación.-Tensiones de rotura a comprensión y modulos eláticos en probetas de 7 cm. Y de 3 cm.Estos valores son directamente aplicables en edificación tanto en obra de nueva planta(cálculo y dimensionamiento de juntas de dilatación, sistemas de sujección y durabilidad de estos materiales en situaciones confinadas) como en obras de rehabilitación(identificación de causas que originan las lesiones, idoneidad de materiales pétreos para sustituciones así como idoneidad de los tipos de mortero que podrían emplearse para restituir material alterado y durabilidad de estos materiales)
Caracterización de un proceso de lodos activos en el tratamiento de un vertido lácteo para su posible reutilización
(2001-01-31) Carta Escobar, Felisa de los Ángeles; Pereda Martín, Juan; Álvarez-Mateos, María Paloma; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
En el presente trabajo se trata la caracterización cualitativa y cuantitativa del proceso de degradación de la materia orgánica y proceso de nitrificación, de un vertido lácteo caracterizado por una DQO inicial de 4000 mg/L y un pH de 11,5 unidades. Se han realizado experiencias en régimen discontinuo en reactores de 11,5 L de capacidad, en las que además se observo el efecto de suprimir la aireación en las etapas iniciales de biodegradación. A su vez, se realizaron experiencias en continuo en dos dispositivos experimentales: un reactor de 80 L(simulando el propio canal de evacuación de estos efluentes) y dos serie de reactores de 30L de volumen total. Como variables de control se tienen la demanda química de oxigeno total y soluble, el pH, niveles de oxigeno disuelto y temperatura, concentración de amonio, nitritos, nitratos y fosfatos, sólidos totales, sólidos en suspensión totales, volátiles y minerales, indice volumétrico de fangos, nitrógeno total kjeldahl y fósforo total, así como análisis de los lodos obtenidos. Se persigue el encontrar las condiciones más favorables para una optima biodegradación y nitrificación a fin de reutilizar el vertido como fertilizante. Las conclusiones más importantes deducidas de este estudio son: en primer lugar, que un pre-almacenamiento del vertido en condiciones elevadas de pH, no supone una mejora, desde el punto de vista cualitativo y cinético, del proceso de biodegradación; en segundo lugar, se confirma que el proceso de nitrificación transcurre a través de dos etapas claras con nitrito como intermediario; en tercer lugar, se detectaron importantes problemas de operación caracterizados por una escasa sedimentación de los fangos y desarrollo de espumas; en cuarto lugar, a cargas volumétricas inferiores a 1 kg DQO/m3.d. Los rendimientos en depuración se hallan próximos al 100% en quinto lugar, el tratamiento en régimen continuo permite que el pH se estabilice en niveles más apropiados
Caracterización electroquímica de un concentrado global de sulfuros complejos
(1994-07-01) Muñoz Toscano, María Isabel; Palencia Pérez, Inmaculada; Carranza Mora, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Caracterización reológica de emulsiones mediante espectros de relajación y retardación
(1996-04) Madiedo Gil, José María; Gallegos Montes, Críspulo; Muñoz García, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Caracterización reológica de grasas lubricantes
(1997-07) Montero Artús, Raquel; Gallego Montes, Críspulo; Franco Gómez, José María; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química

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