Ingeniería y Arquitectura

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    Evaluación del efecto de la temperatura, la concentración y el tipo de celulasas en la hidrólisis enzimática del bagazo de la caña
    (2011) Cartín Caballero, Carlos Manuel; Molina Córdoba, Manuel Enrique
    El objetivo de este proyecto es evaluar el efecto de la temperatura, la concentración y el tipo de celulasas en la hidrólisis enzimática del bagazo de la caña con pretratamiento alcalino, como paso previo a la fermentación de azúcares fermentables para obtener etanol. Se caracterizó químicamente la fibra del bagazo de la caña de azúcar, mediante análisis de extractos acuosos y orgánicos, humedad, cenizas, contenidos de u-celulosa, hemicelulosa y lignina. Los valores más representativos correspondieron a la u-celulosa (50,61 %), a la lignina (22,96%) y a la holocelulosa (71,14%). Se obtiene como variables de respuesta los rendimientos de azúcares reductores, glucosa y pentosas, con base en la masa de bagazo seco sin pretratar utilizado, utilizando como variables de estudio la concentración de enzima (20, 25 y 30 FPU/g de bagazo pretratado), el tipo de enzima (celulasa de Trichoderma reesei marca Accellerase™ y Celluclast™), la temperatura de hidrólisis (50 y 55 ºC) y la concentración de celobiasa adicional (relaciones volumétricas de O, 1/10, 1/5, 1/4 y 1/3 celobiasa/celulasa Las mejores condiciones dentro de los ámbitos estudiados, son: temperatura de 50 ºC, enzima Accellerase™ con concentración de 25 FPU/g de bagazo seco pretratado, sin adición de celobiasa. Se recomienda para trabajos posteriores utilizar y comparar otros sustratos lignocelulósicos que no tengan valor comercial, como el rastrojo de la piña e investigar y utilizar enzimas y microorganismos que pueden metabolizar las pentosas a etanol para aprovechar los rendimientos de pentosas similares a los de glucosa.
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    Desarrollo de un protocolo para la obtención de hidrolizados de colágeno a partir de desechos de la industria acuícola utilizando procesos enzimáticos
    (2019) Chaves Phillips, Melissa; Mata Araya, Iray
    El presente trabajo se realizó en el Centro Nacional de Innovaciones Biotecnológicas (CENIBiot), y tuvo como objetivo el desarrollo de un protocolo, a escala de laboratorio, para la obtención de hidrolizados de colágeno a partir de desechos de la industria acuícola, utilizando específicamente piel de tilapia. Para ello se realizó un primer tratamiento que buscó la remoción de componentes no deseado en la materia prima, con el consecuente resultado de una matriz colágena más limpia; seguido de un segundo tratamiento enzimático que permitiera la hidrólisis de la proteína, para la obtención de péptidos de cadena corta y un proceso de recuperación del producto seco. Se realizaron pruebas de caracterización iniciales a la materia prima, seguidas de ensayos preliminares tanto para el primer como para el segundo tratamiento enzimático, que permitieron establecer las variables y los niveles de estas a utilizar en los diseños estadísticos propuestos. Estos diseños tuvieron como objetivo la determinación de las mejores condiciones de tratamiento, y una vez obtenidas se procedió a realizar pruebas de caracterización intermedias y finales, para definir propiedades estructurales y de estabilidad del producto. Para el primer tratamiento enzimático se trabajó bajo el efecto del pH, temperatura, relación entre el sustrato y enzima, y concentración de la enzima en el medio de digestión como variables experimentales. Se definió la agitación, la enzima y el medio como variables fijas, el porcentaje de extracción como variable respuesta, y se tomó en cuenta el porcentaje colágeno como información adicional para la definición de las mejores condiciones de trabajo para la digestión enzimática. Condiciones de pH de 6.50, tiempos de digestión de 35 minutos, temperaturas de 37.0°C, relaciones másicas entre sustrato: enzima de 20.0:1.0 y concentraciones de enzima en medio de 3.00 mg/mL; utilizando Papaína comercial extraída de latex...
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    Hidrólisis térmica del bagazo de la caña de azúcar para la producción de etanol vía fermentación
    (2005) Herrera Montoya, Marjorie; Molina Córdoba, Manuel Enrique
    El objetivo general de esta investigación fue el producir etanol como combustible utilizando Sacharomyces cerevisiae, a partir del bagazo de caña de azúcar hidrolizado térmicamente. El bagazo de caña utilizado para el desarrollo de la etapa experimental se adquirió en la Cooperativa Victoria R.L., en Grecia. La composición de dicha materia prima es 48,5% de sólidos, 51,5% de humedad y un 2,99% de cenizas. En un principio el fin del estudio de la hidrólisis térmica fue determinar las mejores condiciones para la producción de etanol; sin embargo esta perspectiva cambió, al encontrarse que las concentraciones de glucosa obtenidas al hidrolizarse térmicamente el bagazo fueron inferiores a 2 g/L en todos los casos. Con estos valores de glucosa, la fermentación anaeróbica se lleva a cabo con dificultad. Al presentarse este inconveniente, se tomó la decisión de replantearse el fin de este proceso de hidrólisis térmica. El estudio se concentró en producir etanol tanto en recipientes pequeños como en erlenmeyers, así como en un reactor de 5 L y encontrar algún comportamiento o tendencia del bagazo de caña al hidrolizarse térmicamente. Entre las variables estudiadas para determinar el comportamiento ante la hidrólisis térmica, se tienen el tiempo y la temperatura de hidrólisis. De estudios previos se fijaron variables como la concentración de sustrato, la concentración y tipo de ácido, además basándose en estos trabajos se le dio un pretratamiento al bagazo de caña, al prehidrolizarlo antes de hidrolizarlo térmicamente, para facilitar el rompimiento de las cadenas de celulosa a glucosa y eliminar sustancias inhibitorias de la fermentación. En un reactor de 2 L se efectuaron las prehidrólisis térmicas a una temperatura de 153,2 °C, así mismo las hidrólisis térmicas, cuyos niveles de temperatura escogidos fueron 170, 180 y 190 °C, con tiempos de hidrólisis entre 5 y 40 minutos. En general las mayores...

SIBDI, UCR - San José, Costa Rica.

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