Examinando por Autor "López Galán, Jorge Enrique"
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Publicación Acceso abierto Estudio de factibilidad técnica para la obtención de proteína a partir de biomasa residual de la microalga chlorella vulgaris(Universidad del Valle, 2014) Palacios García, David; Pérez Bustos, Héctor Fabio; López Galán, Jorge EnriqueLas microalgas son fuente de diversos bioproductos como lo son los aceites, los carbohidratos y las proteínas. La producción de biocombustibles de microalga bajo el concepto de biorrefinería implica un aprovechamiento integral de la materia prima, de los insumos y procesos con el propósito de incrementar la rentabilidad. Durante la extracción de lípidos de microalga se obtiene una biomasa residual remanente que necesita ser aprovechada para contribuir al concepto de biorrefinería. La proteína es un producto de alto valor agregado y nutricional que puede extraerse de ésta biomasa remanente. En la presente investigación se extrajo proteína a partir de biomasa residual libre de solventes, remanente de la extracción de lípidos. Se utilizó la solubilización de proteína en medio acuoso alcalino como método de extracción y se evaluaron los efectos del pH (8.412.6), la temperatura (24-66ºC), la relación biomasa:agua (1:20-1:40), la agitación (200380 rpm) y el tiempo (2-20 h) en el rendimiento. El mayor rendimiento de obtención de proteína fue de 11,7% y se obtuvo a un pH de 10.5, 66ºC, relación biomasa:agua igual a 1:40, 200 rpm y 8 horas. A estas mismas condiciones el rendimiento encontrado para biomasa fresca fue de 17%; 5.3% superior al reportado para biomasa residual. La pérdida de proteína por el proceso de extracción de lípidos equivale al 5.9%. Se empleó la liofilización como método para concentrar la proteína solubilizada, obteniendo un producto final incoloro de 18.5% de proteína en base seca.Publicación Acceso abierto Extracción de lípidos a partir de la microalga Chlorella vulgaris(Universidad del Valle, 2013) Alba Quiñones, Cristhian; López Galán, Jorge Enrique; Flórez Pardo, Luz MarinaEl presente trabajo consiste en la determinación de las condiciones óptimas para la obtención de lípidos contenidos en la biomasa de la microalga Chlorella vulgaris, cultivada en un fotobioreactor de piscina tipo carrusel presente en la zona de acopio de la Universidad del Valle. El proyecto se realizó en tres etapas, la concentración de biomasa, el rompimiento celular y la extracción con solventes, para las cuales se utilizó quitosán como floculante, un molino de bolas como mecanismo de destrucción de la pared celular y una mezcla de hexano e isopropanol como solvente, respectivamente. Para la floculación se encontró que el quitosán presenta altas eficiencias de remoción (95% de remoción de turbidez) con una dosis de 15 mg/L, la molienda alcanzó rendimientos hasta del 11,61% utilizando como solvente de extracción una mezcla de cloroformo y metanol y balines de 6 mm de diámetro, por un periodo de 10 minutos. En cuanto a la extracción con solventes, se determinó una cantidad óptima de agua de 17% en la mezcla con solventes, durante 1 hora a 40 °C utilizando una mezcla Hexano/Isopropanol 3:2 como solvente y mediante un rompimiento celular por autoclave durante 5 minutos y 105°C. El costo de la operación por gramo de microalga seca mediante la operación con molienda es de $ 12,56 y $ 4,18 con autoclave.Publicación Acceso abierto Extracción de proteínas de Chlorella vulgaris y Nannochloropsis gaditana asistido por ultrasonido(Universidad del Valle, 2015) Bernal López, Catalina; Rodríguez de Stouvenel, Aída; López Galán, Jorge EnriqueCon el objetivo de enriquecer las investigaciones realizadas en el Grupo de Investigación en Biocombustible y Biorrefinería (GRUBIOC) y el Grupo de Investigación en Ingeniería de los procesos Agroalimentarios y Biotecnológicos (GIPAB), en la búsqueda de nuevas fuentes proteicas no convencionales en Colombia y en torno al proceso de extracción de proteína soluble de Chlorella vulgaris, este proyecto de investigación, evaluó la extracción asistida por ultrasonido de proteínas de las microalgas Chlorella vulgaris y Nannochloropsis gaditana con el objetivo de incrementar los rendimientos del proceso para obtener proteínas solubles, que exhibieran propiedades químicas y tecno-funcionales a partir de una tecnología simple, rentable y eficiente (Kadam et al., 2013), que no solo tuviera en cuenta una sola de las fracciones de la biomasa, sino que permitiera el uso de la microalga de forma íntegra (Vanthoor-Koopmans et al., 2013) Para ello, el desarrollo del proyecto, inició con la activación de la cepa de Chlorella vulgaris a escala de laboratorio y su posterior cultivo a escala piloto para la obtención de la biomasa. La cepa de Nannochloropsis gaditana fue obtenida de la facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Almería en España. Se determinó el contenido de proteína cruda presente en ambas cepas por el método de Kjeldahl, seguido por el proceso de extracción de la proteína soluble (cuantificada por el método de Lowry) asistido por ultrasonido (utilizando baño o sonda) y un surfactante como agente de extracción, cuantificándose los rendimientos de extracción del proceso, la capacidad de formación de espuma y la capacidad de emulsificación de las proteínas extraídas en cada uno de los tratamientos.Publicación Acceso abierto Hidrólisis enzimática de residuos de la cosecha de la caña de azúcar (hojas y cogollos) para la producción de etanol.(2019-01-25) Salcedo Mendoza, Jairo Guadalupe; López Galán, Jorge Enrique; Flórez Pardo, Luz MarinaCon esta investigación se evaluó la hidrólisis enzimática de sustratos heterogéneos obtenidos en los residuos de la cosecha de caña de azúcar (hojas y cogollos) que puedan ser utilizados en la obtención de alcohol carburante. Inicialmente, definiendo una metodología para la obtención de biocatalizadores para la hidrólisis de residuos de caña de azúcar. Para este caso, se prepararon ocho sustratos, los cuales fueron obtenidos por deslignificación organosolvente, tratamiento con hidróxido de sodio, deslignificacion enzimática y un sustrato al que no se le aplicó ningún tratamiento. Los diferentes sustratos fueron hidrolizados con cinco cocteles enzimáticos derivados de mezclas de enzimas comerciales, Las reacciones se llevaron a cabo a una temperatura de 40 Co, con una relación sólido/líquido de 6/100, en soluciones buffer acetato de 4.8. Se determinó el porcentaje de sacarificación, el índice de sacarificación a través de la construcción de progreso con base en la producción de azúcares reductores en función del tiempo. Se implementó un diseño experimental tipo factorial para las variables; tipo de sustrato, mezcla de enzima y relación enzima/sustrato. Con los datos recolectados, se determinó el índice de hidrólisis e índice global de hidrólisis. En el análisis de la información se utilizó estadística descriptiva usando el Software StatGraphics®. Para generar las bases para seleccionar las mezclas de actividades enzimáticas utilizando el índice global de hidrólisis, se manejó la herramienta de lógica difusa del software MATLAB®. Lo resultados presentaron regiones de máximo índice global de hidrólisis para residuos de la cosecha de la caña de azúcar, los cuales se encuentran entre 20 - 30 FPU/ml y 400 - 800 p NPG U/ml de actividad betaglucosidasa y actividad hemicelulasa entre 50 y 70 UI/ml, indicando que es importante el papel de la betaglucosidasa en la hidrólisis enzimática de sustratos lignocelulósicos y que no es necesario grandes cantidades de enzimas celulolitícas, sino una buena dosificación de estas.Publicación Acceso abierto Obtención de carbón activado a partir de cascarilla de arroz y cuesco de coco, para la adsorción de oro de soluciones cianuradas(Universidad del Valle, 2018) Carvajal Ramírez, Alexandra; Delgado Cruz, Angela Natalia; López Galán, Jorge Enrique; Montenegro Apraez, Diego ArmandoEn este estudio se utilizaron dos residuos agroindustriales: cuesco de coco y cascarilla de arroz para la elaboración de carbón activado (CA). Cada materia prima se adecuó hasta un tamaño de partícula entre 0.6 y 2 mm. En la experimentación de la activación química, se aplicó un diseño rotacional compuesto, realizando la impregnación con hidróxido de potasio en concentraciones de 0.17 a 5.82% p/p durante 20 horas, seguido de un tratamiento térmico de 2 horas a temperaturas entre 358 y 641 °C en atmósfera autogenerada. Luego de ese tratamiento, las muestras resultantes se lavaron con ácido clorhídrico al 1%, para eliminar las impurezas. Para los dos carbones se obtuvieron rendimientos promedio del 25%. Los CA obtenidos se evaluaron y compararon en términos de sus capacidades para remover oro de soluciones aurocianuradas sintéticas. Las pruebas de adsorción, se realizaron durante una hora con agitación constante en una solución cianurada al 0.1% con unas concentraciones iniciales de 25-40 ppm de oro, se monitoreó el pH para que no bajara de 10. El cuesco de coco presentó la mayor capacidad de adsorción de oro, alcanzando un 46%, tratando el CA con condiciones a una temperatura de 641 °C y usando KOH al 0.17%. La cascarilla de arroz que obtuvó el 30% en capacidad de adsorción se trató a 580 °C y a una concentración de KOH al 1.37%. Finalmente se realizó un análisis económico donde se tuvieron en cuenta los equipos, personal, gastos de ventas, inversiones y flujos de caja. Para producir 252 toneladas anuales de CA a partir de cuesco de coco se realizó un análisis económico global determinando una inversión inicial de $924 325 626, donde se tendría un margen neto de 26.3% con un Valor Actual Neto (VAN) de $2 546 791 915 y una tasa interna de retorno (TIR) de 53%, calculados a un horizonte de 10 años, lo que significa que el proceso es rentable.Publicación Acceso abierto Obtención de un biocatalizador para la hidrólisis de residuos deslignificados de la caña de azúcar(Universidad del Valle, 2018) Velasco Rios, Orlando; Luna Martínez, Joan Sebastián; López Galán, Jorge EnriqueLa alta producción de residuos anuales de la caña de azúcar (principalmente hojas y cogollos) que varía entre 6 a 12 millones de toneladas, es una fuente importante de biomasa lignocelulosica con contenidos promedio en base seca de celulosa 42% p/p, hemicelulosa 21% y lignina 20%. Esta caracterización permite identificar que estos residuos son ideales para la obtención de biocombustibles a partir de azucares reductores, en un proceso hidrolítico catalizado por enzimas. La hidrolisis enzimática presenta grandes beneficios como no toxicidad, alta selectividad o la disminución de inhibidores, que son causantes de que según un estudio de la BCC Research se estime que entre los años 2015-2020, la tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) para las enzimas aplicadas a biocombustibles será del 10.4%. Este mercado nuevo de enzimas que desplaza a las anteriores, cada vez más efectivas y con menor costo de producción, plantea la necesidad de nuevos estudios. El objetivo de este trabajo fue la definición de un cóctel enzimático para facilitar la hidrólisis de residuos pretratados de caña de azúcar (hojas y cogollos), evaluando la sinergia existente entre las actividades celulasa y hemicelulasa principalmente. Bajo las condiciones de operación estudiadas, se encontró que el porcentaje de sacarificación incrementa conforme aumenta la carga enzimática (mL de enzima/g de sustrato), y es indiferente a la relación volumétrica de las enzimas seleccionadas (Cellic CTec2 y Cellic HTec2). Se seleccionó como el mejor cóctel enzimático, aquel con un perfil de actividades enzimáticas de 86.05 FPU/mL para celulasa total, 2956.98 U/mL para xilanasa, 4.43 UI/mL para exoglucanasas y 1850 CMC/mL para endoglucanasas. Con este cóctel se lograron porcentajes de sacarificación de hasta aproximadamente un 76% en 12 horas y de hasta 90% en 48 horas para una carga enzimática cercana a 0.46 mL/g. Una reproducibilidad del doble y cuatro veces el volumen trabajado, visualizó que los resultados son extrapolables a nivel de laboratorio, además de la determinación de las constantes cinéticas Vmax (2.036 g/h) y Km (3.955 g/mL) del modelo de Michaelis Mentel que reflejaron que el complejo E/S está fuertemente unido. Referente al análisis económico, se observó que el escenario de altas relaciones C/S de 0.4, tiempos entre 36 y 48h, y precios de enzimas de 0.5 USD/ gal de etanol favorece la rentabilidad del proceso.