Ingeniería y Arquitectura
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Item Desarrollo de un proceso de obtención de ácido láctico a partir de residuos de alimentos tratados por medio de hidrólisis enzimática y fermentación bajo distintos coeficientes carbono-nitrógeno (C/N) y contenido de sólidos totales (TS)(2023) Rodríguez Gómez, André Arturo; Miranda Morales, Bárbara CristinaItem Caracterización de bacterias ácido lácticas (BAL) para la producción de ácido láctico (AL) a escala de planta piloto(2022) Fernández Fernández, Silvia Elena; Mazón Villegas, BeatrizLas bacterias ácido lácticas (BAL) tienen gran potencial de aplicación en sistemas biológicos para la producción de metabolitos. Se usan en la industria alimentaria, médica, farmacéutica y cosmética. Son productoras de ácido láctico (AL) que es un compuesto de gran interés por sus aplicaciones como acidulante y conservante en alimentos, controlador de pH, solubilizador y precursor del ácido poliláctico (PLA) para la industria de biopolímeros. Los residuos agroindustriales representan una problemática ambiental a nivel mundial. Además, a nivel nacional se generan volúmenes de 6,3 billones de toneladas de residuos orgánicos. Por esta razón alternativas biotecnológicas han surgido para revalorizar y aprovechar los residuos. En total se seleccionaron 30 BAL aisladas de residuos agroindustriales. La cinética de crecimiento y la tasa de crecimiento (µ max) se evaluaron en microplacas de 96 pocillos a 37°C durante 24 h en caldo MRS. Con estos resultados se realizó un análisis de varianza (ANOVA). Los nueve aislamientos más promisorios fueron seleccionados para evaluar su producción de metabolitos utilizando cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC). Adicionalmente, se evaluó el perfil metabólico utilizando pruebas API 50 CH. Con los resultados obtenidos se eligió el aislamiento más promisorio y se estudió su cinética de crecimiento en 18 tratamientos alternativos y se seleccionaron dos medios para realizar una fermentación en biorreactor (7 L). Las cinéticas de crecimiento permitieron seleccionar nueve aislamientos (Lactiplantibacillus pentosus_70-1, Lactiplantibacillus pentosus_19-2, Weissella soli_31, Weissella soli_29, Lactiplantibacillus pentosus_17-2, Leuconostoc falkenbergense_66-2, Lacticaseibacillus paracasei subsp. tolerans_P10, Lactiplantibacillus pentosus_68-3 y Lactiplantibacillus pentosus_69) que mostraron la DO y la µ elevadas. Los resultados de HPLC de los aislamientos crecidos...Item Estudio de prefactibilidad técnico-financiero para la instalación de una planta productora de ron a partir del destilado del fermento de caña de azúcar(2022) Aguilar Meza, Roberto Enrique; Montero Rambla, NataliaItem Aprovechamiento de residuos de palma para la producción de etanol de segunda generación por hidrólisis enzimática(2019) Charpentier Alfaro, Camila; Méndez Arias, JohannaEn Costa Rica la industria productora de aceite de palma genera alrededor de 100 toneladas de residuo de fibra de pinzote por día. El alto contenido de humedad del material restringe su uso como combustible, por lo que este se deja en plantación y ocupa grandes volúmenes de almacena- miento (Chinchilla, 2017). La fibra de pinzote es una biomasa lignocelulósica que puede ser aprovechada para la producción de bioetanol para su uso como combustible. El residuo de pinzote fue pretratado con H2SO4 al 1,09 % (v/v) a 121 °C en una relación sólido:líquido de 1:2,8 (m/v) por 27 min. El pretratamiendo ácido fue seguido por uno alcalino con NaOH al 4 % (m/v) a 121 °C y una relación sólido:líquido de 1:20 (m/v) por 30 min. El primer pretrata- miento redujo el porcentaje de hemicelulosa del material de 14,79 % a 8,55 %. Por otro lado, el pretratamiento alcalino no consiguió reducir el porcentaje de lignina en el material, que se mantuvo alrededor de un 16 %. Sin embargo, la fracción de lignina sufrió una reducción del 76,2 % en masa al final de ambos pretratamientos y la fracción de celulosa pasó de ser de un 24,53 % a un 43,16 %. El análisis de la superficie del material antes y después de los pretratamientos, por microscopía electrónica de barrido, permitió corroborar que estos favorecieron la desorganización de las fibras y la reducción del tamaño de partícula. Se ejecutó un diseño experimental de tipo central compuesto rotacional para optimizar las condiciones de carga de sólidos y carga de proteína en la hidrólisis enzimática realizada con enzima comercial Cellic CTec2. Esto con el objetivo de aumentar la liberación de glucosa y la eficiencia de hidrólisis. La condición óptima encontrada corresponde a una carga de sólidos de 243,4 g/L y una carga de proteína de 22 mg/g celulosa. La concentración de glucosa luego de transcurridas 48 h de hidrólisis bajo estas condiciones...Item Análisis de riesgos para los procesos de fermentación y desalcoholización para la producción de cerveza de acuerdo al sistema de certificación alimentaria FSSC 22000(2018) Castro Campos, Itzel; Solano Sánchez, Paula RaquelEl objetivo principal de esta práctica dirigida es realizar un análisis de riesgos para los procesos de fermentación y desalcoholización para la producción de cerveza de acuerdo al sistema de certificación alimentaria FSSC 22000. Para el cumplimiento de este objetivo se inició con la observación en planta e Investigación sobre el proceso de fermentación y desalcoholización, y la elaboración de varios documentos del programa de prerrequisitos como: procedimientos operativos estándar, instructivos de limpieza, lecciones en un punto, instructivo operativo y registros. Seguidamente se identificó los peligros físicos, químicos y biológicos que poseen las diferentes etapas de los procesos estudiados, y se determinó la severidad y la probabilidad de ocurrencia, y con estas variables definidas se logró especificar el tipo de riesgo que presenta cada uno de los peligros. Después de realizar el análisis de riesgos de todas las etapas se concluyen que no existen puntos críticas de control, esto se debe a que cada peligro encontrado cuenta con una medida de control y una probabilidad de ocurrencia baja. De igual forma se elaboró una metodología para no conformidades con respecto a la inocuidad, la cual es una herramienta que permite encontrar las acciones correctivas que se deben aplicar en caso que se presente un problema que afecte la inocuidad de la cerveza. Entre las recomendaciones se propone que cualquier variación que tenga algún procedimiento de limpieza se efectúen los cambios necesarios en los respectivos documentos del programa de prerrequisitos. Igualmente realizar un análisis microbiológico más minucioso al dióxido de carbono desde que sale de los tanques de almacenamiento hasta que se agrega a las cervezas A, B, C y D.Item Cuantificación del efecto de la glicerina en fermentaciones con miel de purga para la determinación del porcentaje de conversión de etanol aprovechando glicerina del proceso de producción de biodisel(2018) Valenciano Chinchilla, Andrés; Ulate Brenes, Adolfo MauricioEste proyecto tuvo el propósito de realizar una serie de fermentaciones de glicerina purificada resultante del proceso de biodiesel y miel de purga proveniente de una empresa para evaluar si es posible darles un uso mediante la producción de alcohol. Estos residuos se producen en grandes cantidades en nuestro país (más de 480 000 L de glicerina cruda por año y 148 000 toneladas métricas al año de miel de purga), ambos tienen usos, la glicerina sirve para la fabricación de jabones, así como para curar concreto, mientras que la miel de purga se utiliza como alimento para animales e inclusive se utiliza en producción de alcohol anhidro. Se realizó una caracterización de las materias primas, en las que se determinó que la miel de purga es calidad Substandard según la USDA, lo cual implica que es de baja calidad, reducida en sacarosa, con un porcentaje considerable de cenizas y no tiene ni el mínimo de sólidos en su composición. La glicerina cruda obtuvo un porcentaje de 32,6 % m/m, sumado a una gran cantidad de ácidos grasos y pocas sales y cenizas, sin embargo, esta cantidad tan baja de glicerina no hace posible que sirva para fermentar ya que presenta muchas impurezas que pueden afectar los resultados de producción de alcohol. Se purificó la glicerina cruda y cuantificó con la norma ASTM 7637 obteniendo como resultado un porcentaje de pureza de 91,1 % que fue satisfactorio ya que logra reducir en gran cantidad los ácidos grasos presentes que eran la mayor impureza. Saccharomyces cerevisiae y Klebsiella pneumoniae fueron seleccionados como microorganismos para realizar las fermentaciones, el primero por su capacidad conocida de producir alcohol y la segunda porque tiene capacidad para fermentar con glicerina. Estas fueron proporcionadas por la Micoteca y Bacterioteca de la Facultad de Microbiología de la Universidad de Costa Rica. Se desarrolló un diseño factorial 23 con dos niveles, tres réplicas y tres factores (microorganismo...Item Diseño de un protocolo para el control del proceso de una planta piloto de fermentación con jugo de pulpa de café(2016) Llobet Blandino, Maria Àngels; Garro Mena, LeonardoSe realizó un protocolo de control del proceso de fermentación alcohólica de jugo de pulpa de café con Saccharomyces cerevisiae en la planta piloto del beneficio Central de Coopetarrazú R.L ubicado en San Marcos de Tarrazú en San José, Costa Rica. El presente trabajo se llevó a cabo con el objetivo de optimizar y normalizar el proceso de producción de etanol en una planta piloto y, por consiguiente, se realizaron experimentaciones en la planta piloto las cuales permitieron redactar e implementar el protocolo de control que se anexa a este trabajo. Primeramente, se caracterizó el sustrato utilizado en el proyecto, el cual corresponde al jugo de pulpa de café de Coopetarrazú R.L. La composición del subproducto del beneficio al momento de recolección fue de 11,92 ºBrix con s=1,86; y la acidez fue de pH 4,47 con s=0,15. Lo cual muestra que la pulpa de café es un sustrato ideal para realizar fermentaciones alcohólicas, ya que no se requiere ácido sulfúrico para acidificar el mosto y la materia prima es un residuo del procesamiento del café, por lo cual no tiene costos. Se calculó la levadura requerida en el proceso y a partir de la composición de la materia prima se determinaron las deficiencias nutricionales del mosto para el crecimiento de la levadura, con lo cual se adicionó 0,75 g/L de urea 0,5 g/L de fosfato monoamónico y 0,15 g/L de sulfato de magnesio. Mediante un factorial 2 3 se demostró que el mosto fermentado contiene una fracción volumétrica del 3,87 % de etanol, al 99 % de confianza para los niveles: concentración inicial de levadura 1,5 g/L, crema de levadura 25 ml/L y un flujo tipo 2 descrito en el documento. El rendimiento del producto respecto al teórico fue de 66 % y la productividad 1,79 g/(L·h), aún en condiciones adversas como lo es: la falta de un sistema de regulación de temperatura y tanques abiertos. Finalmente se aplicó el protocolo durante una semana con lo cual se desmotró que el protocolo permite...Item Diseño de un plan de manejo y reciclaje de los desechos biodegradables producidos en la Feria del agricultor de la Municipalidad de Curridabat, utilizando la semolina fermentada(2009) Gamboa Calvo, Priscila; Vidal Rivera, PaolaLa producción de desechos orgánicos biodegradables en Costa Rica aumenta cada día, causando gran contaminación cuando son desechados sin recibir tratamiento, o saturando los rellenos sanitarios y reduciendo su vida útil, cuando se les da este destino final. Es necesario tomar medidas para reducir los efectos nocivos que causan estos desechos en el medio ambiente (malos olores, reproducción de patógenos, etc.) y la salud del ser humano, por lo que es importante implementar métodos de reciclaje de desechos orgánicos, como el de la Semolina Fermentada, con la cual se pueden reciclar los desechos biodegradables y obtener un producto útil: suelo fertilizado. Este trabajo consiste en el diseño de un plan para reciclar los desechos orgánicos generados específicamente en la Feria del Agricultor de Curridabat. El diseño se realiza utilizando como fundamento una técnica de reciclaje orgánico, que convierte los desechos en humus, por medio de un proceso limpio y ambientalmente sostenible. Al realizar el proceso con los desechos generados en la Feria, se pretende además, que sirva como un insumo para que la Municipalidad de Curridabat enseñe la comunidad a reciclar los desechos orgánicos que producen en sus casas, usando como ejemplo el reciclaje de los desechos de la Feria del Agricultor. Para el diseño se efectuaron visitas a la Feria, se tomaron muestras de los desechos generados y se realizaron pruebas de campo y laboratorio, para establecer variables como la cantidad de desechos, la composición, humedad, producción de lixiviados, entre otros, y determinar cómo afectan estas variables al método de la Semolina Fermentada. Los resultados obtenidos en los ensayos realizados, comprobaron la efectividad de la Semolina Fermentada para el tratamiento de los desechos biodegradables, con el cual, además de reciclar los desechos, se obtiene una suelo fertilizado de muy buena calidad, apto ...Item Establecimiento y verificación del proceso de esterilización para el control y aseguramiento de la calidad biotecnológica de sistemas de biorreactores enchaquetados(2014) Montero Zamora, Jéssica P.; Cartín Caballero, Carlos ManuelEl objetivo de este proyecto es establecer y verificar el proceso de esterilización de biorreactores enchaquetados de vidrio de 7 y 15 litros, para implementarlo como un procedimiento de control y aseguramiento de la calidad biotecnológica del proceso de crecimiento microbiano. Para establecer el tiempo y la temperatura a la cual se debe realizar la esterilización se realizaron múltiples corridas experimentales con agua como volumen de trabajo. Se utilizó el Bacillus stearothermophilus como indicador biológico y se estableció el valor mínimo de letalidad (20min) que debía cumplir el proceso. Se determinaron las siguientes combinaciones de parámetros para el biorreactor enchaquetado de 7L: 1,5 L, 125 °C, 60 min; 3,0 L, 127 °C, 60 min; 4,5 L, 127 °C, 60 min, y para el biorreactor de 15 L: 3,6 L; 125 °C, 75 min, 7,2 L; 127 °C, 75 min siendo la variables volumen de operación, temperatura y tiempo de esterilización, respectivamente. Para el volumen superior del biorreactor de 15 L (10,8 L) no se obtiene un valor de letalidad superior al valor mínimo, por lo que se recomienda esterilizar el biorreactor vacío y el medio de cultivo en botellas. Los valores de letalidad calculados son específicos para las condiciones experimentales de cada corrida. La verificación de los parámetros de esterilización establecidos se realizó con un medio de cultivo complejo: melaza grado alimenticio. Cada una de las esterilizaciones en los tres volúmenes de operación se realizó por triplicado. Se calculó el valor de letalidad en cada una de las esterilizaciones y se realizaron controles microbiológicos. En todos los casos, incluso en aquellas esterilizaciones en las que no se supera el valor mínimo de letalidad, no se reporta crecimiento de hongos ni de bacterias luego del proceso de esterilización, por lo que el proceso se considera satisfactorio para aplicaciones biotecnológicas. Se estudió el comportamiento de la concetración de sacarosa...