Scielo RSS <![CDATA[Revista mexicana de ingeniería química]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1665-273820150002&lang=en vol. 14 num. 2 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Kinetic and statistical criteria for the selection of conditions of extraction of volatile compounds of piquin pepper <i>(Capsicum annuum</i> L. var. glabriusculum)</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200001&lng=en&nrm=iso&tlng=en This study was aimed to analyze trie effect of temperature (40, 60, and 80 °C) and time (10, 40, and 80 min) or extraction of major volatile compounds (VC) from piquin peppers (Capsicum annuum L. var. glabriusculum) using HS-SPME. VC extraction was significantly affected (P<0.05) by temperature and time, which was described by a kinetic fractional conversion equation and the Arrhenius model. However, principal component analysis (PCA) performed on major VC determined a differential response of VC to extraction conditions. Two distinctive groups of compounds were identified using kinetic and statistical criteria: compounds associated (GR1) and poorly associated (GR2) with the aromatic profile of peppers. Extraction of GR1 compounds was favored at 40 oC and 80 min; whereas for GR2, extraction was favored at 80 °C and 80 min. The best extraction condition of VC associated with aroma of piquin pepper was determined (40 °C and 80 min) considering the individual effect of temperature that favored extraction of VC within GR1. The results showed that the use PCA can be a useful tool for a better selection of extraction conditions of the aromatic fraction of interest.<hr/>El objetivo de este estudio fue analizar el efecto de temperatura (40, 60 y 80 °C) y tiempo (10, 40 y 80 min) sobre la extracción de los componentes volatiles mayoritarios (CV) asociados al aroma del chile piquín (Capsicum annuum L. var. glabriusculum) mediante HS-SPME. La extracción de CV fue afectada significativamente (P< 0.05) por la temperatura y el tiempo en un efecto descrito por un modelo cinético de conversión fraccional y el modelo de Arrhenius. Al aplicar análisis de componentes principales (ACP) a los CV se determinó una respuesta diferente a las condiciones de extracción. El uso de criterios cinéticos y estadísticos permitió identificar dos grupos de CV asociados (GR1) y pobremente asociados (GR2) al perfil aromático de los chiles. La mayor extracción de GR1 se obtuvo a 40 °C y 80 min; mientras que la extraccion de GR2 fue favorecida a mayor temperatura y tiempo. La condición de extracción seleccionada fue de 40 °C y 80 min que favorece la extracción de los CV asociados al aroma de los chiles. Los resultados indican que el ACP es una herramienta útil para la selección de las mejores condiciones de extracción de la fracción aromática de interés. <![CDATA[<b>Colorimetric image analysis as a factor in assessing the quality of pork ham slices during storage</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200002&lng=en&nrm=iso&tlng=en This study analysed the colour changes of stored pork ham slices at two temperatures (4 and 8°C) to compare two imaging methodologies for estimating colour changes over time in CIELAB colour spaces through a DigiEye® and stereoscope with digital image analysis. Colour space changes were analysed using a computer vision system for image segmentation analysis. It was determined that from the ninth day, changes could be perceived in the representative colour of ham slices using DigiEye®. Finally, colour prediction equations with R² > 0.85 were determined as a tool for electronic monitoring to assessing the quality of pork ham slices during storage.<hr/>En este estudio se analizaron los cambios de color de rodajas de jamón de cerdo almacenadas a dos temperaturas (4 y 8°C) con el fin de comparar dos metodologías de captura de imagen para la estimación de los cambios de color en el tiempo en los espacios de color CIELAB a través de un DigiEye®, y estereoscopio con análisis digital de imágenes. Los cambios de espacio de color se analizaron utilizando un sistema de visión por computador para el análisis de segmentación de las imágenes. Se determinó que a partir del noveno día, los cambios de color representativos podrían ser percibidos en las rebanadas de jamón utilizando DigiEye®. Por último, se lograron obtener ecuaciones de predicción de color con R² > 0.85 como una herramienta para el monitoreo electrónico para la evaluación de la calidad de las rodajas de jamón de cerdo durante el almacenamiento. <![CDATA[<b>Formulation and statistical evaluation of a ready-to-drink whey based orange beverage and its storage stability</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200003&lng=en&nrm=iso&tlng=en A value-added functional beverage is formulated utilizing; unprocessed liquid whey. Whey has excellent nutritional qualities and bland flavors; it is easy to digest and has a unique functionality in a beverage system. The ready-to-drink beverage is formulated with concentrated whey, orange juice along with an adequate amount of sugar, stabilizer, citric acid and flavor. Orange juice is used since the acidic flavor of whey is compatible with citrus flavors and particularly orange. The health and nutritional benefits of orange further imparts the value to the formulated beverage. Nine blend formulations are prepared by varying the dry matter of whey, fruit juice and sugar content. Based on a statistical analysis of the sensory evaluation of the drinks, the optimal formulation is found to have a ratio 3:2 for concentrated liquid whey and orange juice followed by an addition of 8% sugar (w/v) and 0.1% stabilizer ( w/v). The shelf-life of the final product is carried out both at room temperature (30±2°C) and refrigeration temperature (7±1°C) with and without addition of preservatives. The product remains in good condition up to eleven days at room temperature and up to three months under refrigeration condition with addition of 150 ppm of sodium benzoate.<hr/>Se realizó una bebida funcional de valor agregado, utilizando suero líquido sin procesar. El suero tiene excelentes cualidades nutricionales y sabores insulsos; es fácil de digerir y posee una funcionalidad única en un sistema de bebidas. La bebida preparada se formuló con suero de leche concentrado, zumo de naranja, una cantidad adecuada de azúcar, estabilizador, ácido cítrico y saborizante. Los beneficios nutricionales y saludables de la naranja le imparten aún más el valor a la bebida formulada. Nueve formulaciones de mezcla se prepararon mediante la variación de la materia seca de suero de leche, jugo de fruta y el contenido de azúcar. Basado en un análisis estadístico de la evaluación sensorial de las bebidas, se encontró que la formulación (óptima tiene una relación de 3:2 para el suero líquido concentrado y jugo de naranja, seguido por la adición del 8% (w/v) de azúcar y 0.1% de estabilizador (w/v). El tiempo de almacenamiento del producto final se llevó a cabo tanto a temperatura ambiente (30±2°C) y temperatura de refrigeración (7±1°C) con y sin la adición de conservadores. El producto se mantiene en buenas condiciones hasta once días a temperatura ambiente y hasta tres meses bajo condiciones de refrigeración con la adición de 150 ppm de benzoato de sodio. <![CDATA[<b>Nixtamalization assisted with ultrasound</b>: <b>effect on mass transfer and physicochemical properties of nixtamal, masa and tortilla</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200004&lng=en&nrm=iso&tlng=en The effects of ultrasound during maize nixtamalization at different temperatures on the properties of nixtamal, masa and tortilla were evaluated. White maize; was nixtamalized at 85 and 95 °C, with and without ultrasound (843 W-m-2). Pericarp removal, the water and calcium absorption kinetics, and the apparent diffusion coefficients (D A) from Fick's second law, the thermal and structural properties of the nixtamalized flours and thee texture of the masa and tortillas were; determined. The ultrasound and temperature affected significantly the water and calcium absorptions kinetics, showing linear and asymptotic tendencies during cooking and steeping , respectively. These were described adequately by Fick's model, and the ultrasound significantly increased the D A of water (2.54-3.93x 10-10m².s-1). Over 80% of the pericarp was removed during cooking. The gelatinization enthalpy showed a decreaseat 95 °C. Microscopy images showed spherical and polygonal granules at 85 °C, and a shape loss with increasing diameter by ultrasound effect (95 °C). Nixtamalization assisted by ultrasound reduced the processing time compared with traditional or industrial process.<hr/>Se evaluó el efecto del ultrasonido durante la nixtamalización a diferentes temperaturas en las propiedades de nixtamal, masa y tortilla. Se nixtamalizó maíz; blanco a 85 y 95 °C, con y sin ultrasonido (843 W-m-2). Se determinaron cinéticas de remoción de pericarpio, de absorción de agua y calcio, coeficientes de difusión aparente (D A) a partir de la segunda ley de Fick, propiedades térmicas y estructurales de las harinas nixtamalizadas y textura de masa y tortillas. El ultrasonido y la temperatura afectaron significativamente a las cinéticas de absorción de agua y calcio, mostrando una tendencia lineal y asintótica durante la cocción y el reposo, respectivamente. Estas fueron descritas adecuadamente por el modelo de Fick, y el ultrasonido incrementó significativamente el D A de agua (2.54-3.93x10-10m².s-1). Más del 80% del pericarpio fue removido durante la cocción. La entalpia de gelatinización mostró una disminución a 95 °C. Las imágenes de microscopía mostraron gránulos esféricos y poligonales a 85 °C, y una pérdida de su forma con incrementos en el diámetro por efecto del ultrasonido (95 °C). La nixtamalización asistida con ultrasonido redujo el tiempo de proceso comparado con un proceso tradicional o industrial. <![CDATA[<b>Chemical composition, antioxidant capacity and prebiotic effect of <i>aguamiel (Agave atrovirens)</i> during <i>in vitro</i> fermentation</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200005&lng=en&nrm=iso&tlng=en Characterization of the compounds present in aguamiel (A. atrovirens) by standard methods can evaluate the potential health effect of aguamiel as a functional food or food ingredient. Aguamiel contained 89.61% moisture, 3.50% protein, 3.10% ash, and 61.31% total reduced sugars, of which 32.63% was total fructose and 28.68% was total glucose, while the fructooligosaccharides content was 15.51%. The aguamiel contained minerals such as potassium, calcium, and sodium in higher proportions, followed by iron, copper, magnesium, selenium and zinc. Were determined water-soluble vitamins B complex vitamins (B1, B2, B3 and B6) and ascorbic acid. It was found a total saponins content of 1.17 g/100 g of sample db, with anti-inflammatory activity. A total of nine essential and eight non-essential amino acids, of the 20 necessary for health, were determined in aguamiel. An additional characteristic was the phenolic compounds content, which exhibited antioxidant activity against DPPH and ABTS. The degree of polymerization of fructooligosaccharides was 5-10 determined by MALDI-TOF. The effect fructooligosaccharides prebiotics during in vitro fermentation and the quantification of short-chain fatty acids were evaluated.<hr/>La caracterización de los compuestos presentes en aguamiel (A. atrovirens) mediante métodos estandarizados, ayudaron a conocer el efecto potencial de éste en la salud como alimento funcional o ingrediente alimentario. El aguamiel tuvo 89.61% de humedad, 3.50% de proteína, 3.10% de cenizas, 61.31% azúcares reductores totales, de los cuales 32.63% es fructosa y 28.68% glucosa, mientras que el contenido de fructooligosacaridos fue 15.51%. El aguamiel contiene una mayor proporción de minerales como potasio, calcio y sodio, seguidos de hierro, cobre, magnesio, selenio y zinc. Se determinó el contenido de vitaminas hidrosolubles que incluyen el complejo B (B1, B2, B3 y B6) y ácido ascórbico. Se encontró un contenido de saponinas de 1.17 g/100 g muestra, las cuales tienen actividad anti-inflamatoria. En el aguamiel se encontraron además un total de nueve aminoácidos esenciales y ocho no esenciales, de los 20 necesarios para la salud. Una característica adicional fue el contenido de compuestos fenólicos, los cuales exhiben actividad antioxidante contra DPPH y ABTS. El grado de polimerización de los fructooligosacaridos fue de 5-10 el cual se realizó por MALDI-TOF. Durante la fermentación in vitro se evaluó el efecto prebiótico de los fructooligosacaridos y se cuantificaron los ácidos grasos de cadena corta. <![CDATA[<b>Structural features of banana starches using HPSEC-MALLS-RI</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200006&lng=en&nrm=iso&tlng=en An analytical method to quantify the amylose content and to characterize the structures of the banana starch molecules is reported. This study consists of two parts: Part 1 describes the individual chains present in the starch granules, as the chain-length distribution, and Part 2 characterizes the molecular structure of the starch components by high performance size exclusion chromatography coupled with multi-angle laser light scattering and refractive index detection (HPSEC-MALLS-RI). The quantification of amylose using two methods (HPSEC-RI and Concanavalin A) is in agreement with the percentage reported. In addition, the ratio Fr III/Fr. II (Fr. II represents amylopectin long B chains and Fr. III represents amylopectin A and B short chains), shows structural differences among banana starches, with more branching in Morado banana starch and less branching in Macho banana starch. A recognition that amylose has significant branching, and thus is not linear, led to the characterization of two populations of amylose: one that is highly branched and the other, which is essentially linear, as established by the HPSEC-MALLS-RI method. Morado amylose has the highest Mw of the branched starches while Macho amylose has the highest Mw and Rz values consistent with differences in the structures of banana starches.<hr/>Se presenta un método analítico para cuantificar el contenido de amilosa de almidones de plátano y caracterizar su estructura. La investigación está en dos partes: Parte 1, estudia las cadenas individuales presentes en el almidón, como la distribución de longitud de cadena, y la parte 2, realiza la caracterización de la estructura molecular de las amilosas empleando cromatografía de líquidos de alta resolución por exclusión de tamaño acoplado a los detectores de dispersión de luz e índice de refracción (CLARET-DL-IR). La cuantificación de amilosa empleando dos métodos (CLARET-IR y Concavalina A) mostraron analogía en el porcentaje reportados. La proporción de Fr III/Fr II (Fr II representa cadenas largas tipo B y la Fr III a las cadenas cortas tipo A y B, de la amilopectina) mostrando diferencias estructurales entre los almidones de plátano, siendo el más ramificado el almidón Morado y el menos, el de Macho. Se ha descrito que la amilosa es significativamente ramificada, y no completamente linear, se estableció con el método por CLARET-DL-IR que la amilosa de Morado presentó el valor mayor de la Mw en la sección ramificada, mientras que en la parte lineal, la amilosa de Macho presentó los valores mayores de Mw y Rz. <![CDATA[<b>Correlation between gelatinization enthalpies, water absorption index and water soluble index in grits, corn meals and nixtamalized corn flours</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200007&lng=en&nrm=iso&tlng=en En la industria de las botanas de maíz se ha observado que se obtienen productos con grandes y numerosas burbujas cuando el almidón esta muy gelatinizado a causa de los procesos de molienda, lo que genera textura y apariencia indeseable de los productos. En el presente estudio se midió la entalpia de gelatinización por calorimetría diferencial de barrido (DSC) en sémolas, granillos y harinas de maíz nixtamalizado y se correlación con los índices de absorción de agua (WAI) y de sólidos solubles en agua (WSI) para elaborar un modelo de predicción de entalpía. Los resultados indican que mientras más intenso fue el proceso de molienda (menor tamaño de partícula) más bajos fueron los valores promedio de entalpía de gelatinización, 8.05 ± 1.22 J/g para sémolas, 5.333 ± 1.87 J/g para granillos y finalmente, las harinas de maíz nixtamalizado presentaron valores entre 2.35 y 3.28 J/g. La entalpía de gelatinización presentó correlaciones significativas de -0.847 y -0.763 con WAI y WSI, respectivamente. Se estableció un modelo de predicción de entalpía para granillos, sémolas y harinas.<hr/>Corn snack industry has empirically found that big and abundant blisters are developed when cornstarch is highly gelatinized, because of milling processes. This defect affects mainly the texture and appearance of the snacks. In the present study, gelatinization enthalpy by DSC was measured in grits, corn meals and nixtamalized corn flours, and correlated with Water Absorption Index (WAI) and Water Soluble Index (WSI), to generate an enthalpy prediction model. Results indicated that the more intense the process of milling was (lower particle diameter), the lower the gelatinization enthalpy values were. Grits presented a gelatinization enthalpy mean of 8.05 ± 1.22 J/g, corn meals of 5.33 ± 1.87 J/g and nixtamalized corn flours ranged between 2.35 y 3.28 J/g. The gelatinization enthalpy was significantly correlated with WAI and WSI (-0.847 y -0.763, respectively). A predictive model was successfully generated to predict gelatinization enthalpy in grits, corn meals and flours. <![CDATA[<b>The enhanced anaerobic degradability and kinetic parameters of pathogenic inactivation of wastewater sludge using pre- and post-thermal treatments part 2</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200008&lng=en&nrm=iso&tlng=en In Mexico, wastewater sludge is characterized by high concentrations of organic compounds and pathogenic microorganisms. This study proposes the development and comparison of the anaerobic digestion enhanced with thermal pre-treatment denominated Pre-anaerobic digestion (Pre-AD) and with thermal post-treatment denominated Post-anaerobic digestion (Post-AD) processes for treating wastewater sludge. Additionally, the results from a kinetic model that was developed for thermal inactivation were used to describe the inactivation of faecal coliforms, Salmonella spp. and helminth ova during the thermal treatment stages. In the Post-AD operational batch test, it was determined that a period of 27 d was necessary to reduce the volatile solids (VS) by 38% at an organic loading rate of 0.65 kg VS m-3d-1. When the Pre-AD process was evaluated, 13 d of treatment was sufficient for meeting the stabilisation criteria at an organic loading rate (ORL) of 1.25 kg VS m-3d-1 in the batch test. In a semicontinuous operation tests, the Pre-AD process could be operated at an OLR of 3 kg VS m-3d-1, while the Post-AD process could only be operated at an OLR of 1.5 kg VS m-3 d-1. The bacteria and helminth ova were inactivated at 70°C for 1 h and 80°C for 2 h, respectively.<hr/>En México, los lodos residuales son caracterizados por altas concentraciones de compuestos orgánicos y microorganismos patógenos. El presente estudio propone el desarrollo y comparación del proceso de digestión anaerobia mejorada con un pre-tratamiento térmico denominada Pre-AD y con un post-tratamiento térmico denominada Post-AD para el tratamiento de lodos residuales. Adicionalmente, son mostrados los coeficientes cinéticos de un modelo matemático desarrollado para la inactivación térmica de coliformes fecales, Salmonella spp. y huevos de helmintos. En las pruebas por lotes de Post-AD, se determinó un periodo de 27 d para la reducción del 38% de los sólidos volátiles con una carga volumétrica aplicada (CVA) de 0.65 kg SV m-3d-1. Cuando el proceso Pre-AD fue evaluado por lotes, 13 d de tratamiento fueron suficientes para cumplir con el criterio de estabilización, con una CVA 1.25 kg SV m-3d-1. En las pruebas de operación semi-continua, el proceso Pre-AD pudo ser operado con una CVA de 3 kg SV m-3d-1, mientras que el proceso Post-AD solo alcanzó una CVA máxima de 1.5 kg SV m-3d-1. Las bacterias y huevos de helmintos fueron inactivados a 70 °C durante 1 h y 80 °C a 2 h, respectivamente. <![CDATA[<b>Methane production using rabbit residues</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200009&lng=en&nrm=iso&tlng=en En las granjas cunícolas de Tlaxcala se obtienen dos residuos: una mezcla de aserrín, estiércol y orina de conejo (R1) proveniente del criadero y las vísceras (R2) proveniente del proceso de matanza. En este trabajo fue evaluada la digestión anaerobia de dichos residuos para definir las condiciones bajo las cuales se puedan utilizar como fuente de energía alternativa. La producción de metano fue valorada en cuatro etapas, la primera fue la digestión de R1 y R2 inoculados con estiércol de vaca (A), cerdo (B) y cabra (C), para seleccionar el par residuo-estiércol a utilizar. En la etapa dos fue considerado el tratamiento de mayor producción de metano de la etapa uno y se evaluó el ajuste de: pH a 7.2 y/o la relación C/N a 23/1; en la etapa tres se evaluó el impacto de dos valores de temperatura (ambiente y 37°C) y dos fuentes de carbono (paja de avena y aserrín), así como la adición de micronutrientes (etapa 4) sobre la producción de biogas. Se encontró que la digestión anaeróbica de las vísceras de conejo con 10% de estiércol de cabra generó la mayor producción de biogas con 71 % de metano; lo cual fue logrado al ajustar los parámetros de proceso (pH a 7.2, relación C/N a 23/1, temperatura de 37°C y adición de micronutrientes). El análisis estadístico mostró que la temperatura es el parámetro que tuvo el mayor efecto sobre la producción de metano, la adición de micronutrientes influyó en reducir el tiempos para obtener biogás con al menos 45% de metano (mínimo para ser considerado combustible), y la sustitución de paja de avena por aserrín no tuvo efecto significativo en la producción de biogas y metano.<hr/>At the rabbit farms of Tlaxcala, Mexico two residues are produced: a mixture of r awdustt with rabbit: manure and urine (R1) from the hatchery area, and the viscera (R2) from the slaughter process. In this work, the anaerobic digestion (AD) process of such residues was evaluated to define the conditions at which they can be used to produce an alternative energy source. Methane content of the biogas produced was assessed in four stages. The first stage was the co-digestion of R1 and R2 inoculated with different manures: cow (A), pig (B) and goat (C), in order to select the residue-manure pair to be used. At stage two, the treatment which performed better at the previous stage was selected to evaluate the effect of pH adjustment to 7.2 and/or a C/N ratio to 23/1; during the third stage, it was evaluated the impact of internal temperature (ambient temperature and 37°C) and the addition of two carbon sources (oat straw and sawdust) on the methane content of the biogas produced; and finally, at stage four, the addition of micronutrients (step 4) over methane production was assessed. It was found that anaerobic digestion of rabbit entrails inoculated with 10% of goat manure generated the highest production of biogas with a 71% methane content; which was achieved by adjusting the process parameters (pH 7.2, C/N ratio to 23/1, internal temperature to 37°C and addition of micronutrients). Statistical analyses showed that temperature was the parameter that had the greatest effect on the methane content of the produced biogas; adding micronutrients reduced the lag-phase and helped to achieve 45% of methane in the biogas (minimal value required to be flammable); and, replacing sawdust by oat straw had no significant effect on the production of biogas or methane content. <![CDATA[<b>Enzymatic pretreatment to enhance chemical bleaching of a kraft pulp</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200010&lng=en&nrm=iso&tlng=en Enzymatic xylanases and laccases-rich filtrates were produced by Aspergillus sp and Phanerochaete chrysosporium ATCC 24725, respectively, using agroindustrial residues as the sole carbon source. Their stabilities on different pH, temperature and ionic salt conditions were evaluated kinetically, and it was also identified trie presence of additional enzymatic activities. Finally, an enzymatic pretreatment of kraft pulp was conducted in order to improve the action of chemical compounds used later on. Enzyme filtrates were resistant to the presence of various ionic salts and denaturing solutions, and they had a good stability into a wide range of pH values (from 3 to 9), although they showed low stabilities at temperatures higher than 50°C. Xylanases and laccases were the predominant enzymatic activities observed on the corresponding filtrates. In addition, the enzyme-pretreated pulp had lower kappa number than the not pretreated control. On the other hand, the enzymatic pretreatment produced liquore that showed high contents of residual lignin and chromophore compounds, which indicate the positive action of enzymes on kraft pulp structure.<hr/>Se obtuvieron filtrados enzimáticos ricos en xilanasas y lacasas producidos por Aspergillus sp y Phanerochaete chrysosporium ATCC 24725, respectivamente, utilizando residuos agroindustriales como única fuente de carbono. Se estimaron las estabilidades de los filtrados ante diferentes valores de pH, temperatura y la presencia de sales y soluciones desnaturalizantes. Finalmente, se desarrolló con estos un pretratamiento enzimático de pulpa kraft con el objetivo de favorecer la acción posterior de compuestos químicos. Los filtrados enzimáticos resultaron ser resistentes a la presencia de diversas sales iónicas y soluciones desnaturalizantes y mostraron buena estabilidad en un intervalo amplio de valores de pH (de 3 a 9), aunque su estabilidad fue baja en temperaturas mayores a 50°C. Las xilanasas y lacasas fueron las actividades enzimáticas predominantes del filtrado correspondiente. La pulpa kraft que fue pretratada con las enzimas tuvo menor número kappa que la que se sometió solamente a tratamiento químico, y los licores provenientes del pretratamiento enzimático mostraron un mayor contenido de lignina residual y compuestos cromóforos, lo que indica la acción de las enzimas sobre la estructura de la pulpa. <![CDATA[<b>Changes in microstructure of <i>Salmonella</i> Typhimurium and <i>Listeria monocytogenes</i> exposed to hydroxycinnamic salts</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200011&lng=en&nrm=iso&tlng=en Bacteria are microorganisms that contain organelles, which have sizes in the nanoscale range. Certain stress conditions may induce morphological changes in bacteria as a strategy to survive. In the present work, the effects of two antimicrobials commonly found in plants were tested to determine the ultrastructure and morphology of Salmonella Typhimurium and Listeria monocytogenes. Kinetics of survival of bacteria were monitored, and ultrastructure changes were observed using scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM, respectively). The results show a bacteriostatic effect on Salmonella at sodium ferulate concentrations between 0.3 and 0.6%, which also caused elongated forms of the bacteria, which were observed by scanning electronic microscopy (SEM). The Feret diameter and surface area of the bacteria were determined using image analysis, where it was shown that these dimensions increased four times on average compared with those of the control cells. These data support the idea of multicellular aggregates. In the case of Listeria monocytogenes, the elongation of the cells occurred after 24 hours of exposure to 0.6% sodium ferulate. The number of cytoplasmic inclusions and the size of vacuoles increased after the first hour of exposure to 0.8% sodium caffeate and corresponded to a bactericidal effect of this antimicrobial. The elongation of the cells that occurred in bacteriostatic concentrations reverted when the bacteria were incubated in media without me antimicrobials, and me kinetics of growth became normal, which suggests a strategy to survive under stress conditions generated by the presence of antibacterial compounds.<hr/>Las bacterias son microestructuras biológicas que contienen organelos en rangos nanométricos. Algunas condiciones de estrés pueden inducir cambios morfológicos en las bacterias como una estrategia de supervivencia. En el presente trabajo, el efecto de dos antimicrobianos comunmente encontrados en plantas fueron probados en la ultraestructura y en la morfología de Salmonella Typhimurium y Listeria monocytogenes. Las cinéticas de supervivencia de las bacterias fueron monitoreadas y los cambios en la ultraestructura fueron observados usando microscopía electrónica de barrido (SEM) y electrónica de transmision (TEM). Los resultados mostraron un efecto bacteriostático sobre Salmonella a concentraciones de 0.3 y 0.6% de ferulato de sodio que causaron cambios morfológicos en las bacterias y que fueron observados por SEM. El diámetro de Feret y el área de las células fueron determinados empleando análisis de imágenes. En el caso de Listeria monocytogenes la elongación celular ocurre después de 24 horas de exposición a 0.6% de ferulato de sodio. Las inclusiones citoplasmáticas y vacuolas incrementaron despues de 1 hora de incubación con 0.8% de cafeato de sodio. La elongación de las células causada en condiciones bacteriostáticas fue revertida cuando las bacterias fueron incubadas en medio sin los antimicrobianos y las cinéticas de crecimiento fueron normales, implicando un mecanismo de supervivencia bajo condiciones de estrés. <![CDATA[<b>Optimization of a bacterial biosurfactant production</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200012&lng=en&nrm=iso&tlng=en Bacterial biosurfactant production was optimized by means of Response Surface Methodology (RSM), in which nitrogen and carbon concentrations, as long as the addition of an immiscible substrate, supplemented for increasing the efficiency of biosurfactant biosynthesis, were the evaluated variables. A mixture of yeast extract-NaNO3, and fructose was used as nitrogen and carbon source, respectively. Under the assayed conditions yeast extract-NaNO3 relationship and hexadecane concentrations were the factors which had a significant effect on biosurfactant production at flask level. The optimal conditions, estimated by the canonical analysis of the corresponding response surface were used at a 600 mL bioreactor, obtaining a biosurfactant production measured as 74.23 % of emulsification index, which was similar to the estimated by de quadratic model.<hr/>Se optimizó la producción de un surfactante bacteriano por medio de la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR), como variables de estudio para incrementar la eficiencia de biosíntesis del biosurfactante se evaluaron las concentraciones de carbono y nitrógeno, así como la adición de un sustrato insoluble. La fuente de nitrógeno fue una mezcla de extracto de levadura-NaNO3 y como fuente de carbono se uso fructosa. Bajo las condiciones ensayadas la relacion extracto de levadura- NaNO3 y la concentración de hexadecano fueron los factores que tuvieron un efecto significativo en la producción del biosurfactante a nivel matraz. Por medio del análisis canónico se estimaron las condiciones óptimas de la superficie de respuesta, que fueron usadas en un biorreactor de 600 mL, en el cual se obtuvo una producción de biosurfactante de 74.23% medido por el índice de emulsificación, cuyo valor fue similar al estimado por el modelo cuadrático. <![CDATA[<b>Improving <i>Agave duranguensis</i> must for enhanced fermentation</b>: <b>C/N ratio effects on mezcal composition and sensory properties</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200013&lng=en&nrm=iso&tlng=en Mezcal is a traditional distilled spirit beverage obtained by artisan fermentation of agave sugars. In this work we determined the effects of the C/N ratio and the initial concentration of sugars in Agave duranguensis must on the fermentation kinetics, composition and sensory evaluation of the mezcal produced. The fermentation of A. duranguensis must was enhanced by adding 50% more nitrogen (respect to the original content) as ammonium sulfate at an initial sugar concentration of 150 g/L. These initial conditions in the must increased the production of ethanol and volatile compounds such as ethyl acetate, 2-butanol and n-propanol, but decreased the amount of acetic acid, during fermentation. The acceptability of the final product was also increased. The commercial application of these initial conditions in the must composition can improve the production of mezcal, since it may increase the proficiency of raw materials, leaving less residual sugar and improve product acceptability.<hr/>El mezcal es una bebida tradicional destilada que se obtiene por fermentación de los azúcares de agave. En este trabajo se determinaron los efectos de la relación C/N y la concentración inicial de azúcares en el mosto de Agave duranguensis sobre la cinética de fermentación, la composición y la evaluación sensorial del mezcal producido. La fermentación del mosto de A. duranguensis fue mejorada mediante la adición de un 50% de nitrógeno, respecto al contenido original, como sulfato de amonio, a una concentración inicial de azucar de 150 g/L. Estas condiciones iniciales en el mosto de fermentación permitieron el aumento de la producción de de etanol y compuestos volátiles, tales como acetato de etilo, 2-butanol y n-propanol, así como la disminución de la cantidad de ácido acético, durante la fermentación. La aceptabilidad del producto final también se incrementó. La aplicación comercial de estas condiciones iniciales en la composición del mosto puede mejorar el proceso de producción de mezcal, ya que puede aumentar el aprovechamiento de las materias primas, dejando menos azúcar residual y mejorar la aceptabilidad del producto. <![CDATA[<b>Evaluation of inhibition of the <i>Candida intermedia </i>due to the effect of supernatants from bioprotectors and their synergistic effect</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200014&lng=en&nrm=iso&tlng=en En este trabajo se evaluó el efecto inhibitorio de los sobrenadantes de tres bioprotectores comerciales (HOLDBAC YM-C® 100DCU, MicroGARD 200® y Lyofast FPR2®), con el fin de establecer el bioprotector con mayor efecto inhibitorio sobre la levadura alterante de alimentos Candida intermedia. De igual forma, se estudió el efecto sinérgico que tienen los bioprotectores, por medio de un diseño experimental de mezcla optimizada, para establecer el porcentaje óptimo de mezcla que maximice la inhibición de crecimiento de la Candida intermedia a una concentración de 10 exp 5 UFC/mL. El mayor efecto inhibitorio se obtuvo empleando los sobrenadantes del bioprotector MicroGARD 200®, reduciendo la carga microbiana en 3.2 ciclos logarítmicos, mientras que HOLDBAC YM-C® y Lyofast FPR2® redujeron la carga microbiana en 1.7 y 1.2 ciclos logarítmicos respectivamente. Se determinó que existe un efecto sinérgico entre los sobrenadantes de los bioprotectores y la mezcla óptima que maximiza la inhibición de la Candida intermedia contenía 23.7% de HOLDBAC y 76.3% de MicroGARD, reduciendo la carga microbiana en 3.4 ciclos logarítmicos.<hr/>In this work, the inhibitory effect of the supernatants of three commercial bioprotectors (HOLDBAC YM-C® 100DCU, MicroGARD 200® y Lyofasr FPR2®) was evaluated sn order to establish the most effective bioprotector against the food spoilage yeast Candidal intermedia. Additional, the synergistic effect of the bioprotectors was studied through an experimental design of optimized mixture to determine the optimum mixing ratio that maximizes inhibition of Candida intermedia at a concentration of 10 exp 5 CFU/mL. The highest inhibition was obtained using the supernatants of MicroGARD 200®, reducing the microbial load in 3.2 logarithmic cycles, while HOLDBAC YM-C® and Lyofast FPR2® reduced the microbial load in 1.7 and 1.2 logarithmic cycles respectively. It was determined that there is a synergistic effect between the supernatants of the bioprotectors and that the optimum mixing of bioprotectors that maximized inhibition of Candida intermediate contained 23.7 % of HOLDBAC and 76.3 % of MicroGARD, reducing the microbial load in 3.4 logarithmic cycles. <![CDATA[<b>Production and optimization of a chlorophyl-free leaf protein concentrate from alfalfa <i>(Medicago sativa)</i> through aqueous two-phase system</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200015&lng=en&nrm=iso&tlng=en There is a growing interest in producing protein from green crops, being alfalfa (Medicago sativa) one of the more studied models. In this work we develop an aqueous two-phase systems (ATPS) process to obtain a chlorophyl-free leaf protein concentrate. A two-level factorial experimental design in order to study five factors that interferes with recovery of total protein in ATPS is performed, employing two model proteins (BSA and Lyz). The factors of polymer concentration and total protein concentration were statistically significative. From here, we applied steepest descent and central composite design (CCD) methods in order to optimize chlorophyl-free, total protein recovery from alfalfa (Medicago sativa) green tissue. An extraction of more than 809% of total protein was reached for bottom phase LPC and 51% of protein in powder from the lyophilized LPC.<hr/>Existe un interés creciente en producir proteína a partir de tejido vegetal, siendo alfalfa (Medicago sativa) uno de los modelos más estudiados. En el presente trabajo, se desarrolla un proceso con sistemas de dos fases acuosas (ATPS, de sus siglas en ingles) para obtener un concentrado de proteína libre de clorofila, a partir de tejido verde. Se llevó a cabo un diseño experimental factorial de dos niveles para estudiar los factores que interfieren con la recuperación de proteína total, empleando dos proteínas modelo (albumina de suero bovino y lisozima). Los factores de concentración de polímero y concentración total de proteína fueron estadísticamente significativos. A partir de dichos resultados, se aplicó el método estadístico de búsqueda de descenso por gradiente (steepest descent) y un diseño central compuesto para optimizar la recuperación de proteína total libre de clorofila a partir de tejido verde de alfalfa (Medicago sativa). Un concentrado con mas de 80% y 51% de proteína se obtuvo en fase inferior líquida y liofilizada, respectivamente. <![CDATA[<b>Effect of initial substrate concentration and agitation on xylitol production by fermentation of hydrolyzed tamarind seed media with <i>Kluyveromyces marxianus</i></b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200016&lng=en&nrm=iso&tlng=en Tamarind seed consists of 50 to 72 % of a branched heteropolysaccharide, called xyloglucan. By fragmenting xyloglucan with a coupled process of acid hydrolysis and thermal treatment, it is possible to obtain considerable amounts of fermentable sugars, glucose and xylose being the most abundant Xylose is the precursor of xylitol, a sugar with similar characteristics to sucrose. Chemical synthesis of xylitol is very expensive and of low-yield. On the other hand, xylitol can be obtained by fermentation, using yeasts that incorporate xylose in their metabolism, such as Kluyveromyces marxianus. Being a biological process, xylitol production by fermentation depends on different environmental factors. In this paper, the effect of two factors on xylitol production was evaluated based on a 3² factorial experimental design: initial substrate concentration (20-80 g/L) and agitation (120-240 rpm). Both factors considerably influenced xylitol production of K. marxianus, where the optimization of the experimental design predicted a yield of 0.57 g of xylitol/g of xylose, with an initial substrate concentration of 50 g/L and an agitation of 177 rpm, from a source substrate of which there are no reports of its use in this field, such as tamarind seed.<hr/>La semilla de tamarindo esta compuesta en un 50 a 72 % por un heteropolisacárido ramificado, llamado xiloglucano. Mediante su fragmentación con un proceso acoplado de hidrólisis ácida y tratamiento térmico, es posible obtener cantidades considerables de azúcares fermentables, siendo la glucosa y la xilosa los más abundantes. La xilosa es el precursor del xilitol, un azúcar con características similares a la sacarosa. La síntesis química del xilitol es costosa y de bajo rendimiento. Por otro lado, se puede obtener xilitol por fermentación usando levaduras que incorporan la xilosa a su metabolismo, como Kluyveromyces marxianus. Al ser un proceso biológico, la producción de xilitol depende de diferentes factores ambientales; en este estudio, se evaluó el efecto de dos factores usando un diseño experimental factorial 3²: concentración inicial de sustrato (20-80 g/L) y agitación (120-240 rpm). Ambos factores tuvieron un impacto considerable sobre la producción de xilitol de K. marxianus, donde la optimización del diseño experimental predijo un rendimiento de 0.57 g de xilitol/g de xilosa, a una concentración inicial de sustrato de 50 g/L y agitación de 177 rpm, usando una fuente de sustrato que no ha sido reportada: la semilla de tamarindo. <![CDATA[<b>Numerical study of carburizing and quenching thermochemical treatment of a drive shaft employing experiment design</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200017&lng=en&nrm=iso&tlng=en El tratamiento termoquímico de carburizado y temple se aplica extensivamente en la industria de fabricación de autopartes. Cuando el tratamiento se aplica en más de una etapa, su estudio por medio de experimentos se hace demasiado extenso por la gran cantidad de combinaciones de las variables de tratamiento que pueden obtenerse. Una alternativa de estudio viable es simular numéricamente el proceso y realizar experimentos virtuales, lo cual, en conjunto con la aplicación de técnicas estadísticas de diseño de experimentos, permite profundizar en el conocimiento del mismo a costos relativamente bajos, para encontrar así condiciones de tratamiento mas favorables que repercuten en la disminución de costos de producción. En el presente estudio se simularon, con el paquete computacional comercial COMSOL Multiphysics®, las dos etapas de carburizado, de un proceso en cuatro etapas que incluye temple, de una flecha de transmisión, obteniendose resultados que fueron validados por comparación con mediciones de dureza realizadas en piezas de producción tratadas, aplicando posteriormente un diseño de experimentos en base a un arreglo de Taguchi. Se obtuvieron así resultados de simulación para una variedad de combinaciones de parámetros de tratamiento, resaltando aquellas que implican una disminución de los costos de tratamiento.<hr/>Carburizing and quenching thermochemical treatment is extensively applied in the automotive parts manufacturing industry. When the treatment consists of more than one stage, the study by means of experiments becomes too vast due to the large number of combinations of treatment variables that can be obtained. A viable alternative of study is to numerically simulate the process and to perform virtual experiments, which, together with the application of design of experiments statistical techniques, allows a deeper understanding of the process at relatively low costs, in order to find more favorable treatment conditions that impact on production costs reduction. In the present study the two carburizing stages, in a four stages process that includes quenching, of a drive shaft, were simulated with COMSOL Multiphysics® commercial software package, giving results which were validated by comparison with hardness measurements performed on treated production parts, later applying a design of experiments based on a Taguchi array. Thus simulation results for a variety of combinations of treatment parameters were obtained, emphasizing those that result in a reduction of the treatment costs. <![CDATA[<b>Synthesis of flocculants based on responsive polymers and its use in solids removal from river water and wastewater</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200018&lng=en&nrm=iso&tlng=en Flocculants based on responsive polymers were synthesized by means of free radical polymerization in aqueous environment at 25 °C. Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), statistical copolymers from NIPAAm and either acrylamide (AAm) or acrylic acid (AAc), and a copolymer composed of the three different monomers were prepared. These materials were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The polymer diameters in water were in the range from 22 to 42 nm. Copolymers containing acid units exhibit a sharp T/pH-responsive behavior. Polymeric flocculants were evaluated in the turbidity removal from high-turbidity river water and wastewater (urban and agricultural). Temperature and time of flocculation, as well as composition and dosage of polymer were tested. The most effective temperature and time of flocculation were found to be 40 °C and 15-25 min, respectively. Polymer dosage of 0.1 mg mL-1 is sufficient for a high percentage of turbidity removal (~80%). At 1 mg mL-1 of flocculant, turbidity removal from 23.9 to 99.2% depending on the polymer composition and water quality were reached.<hr/>Se sintetizaron floculantes, compuestos de polímeros sensibles, vía polimerización por radicales libres en medio acuoso a 25 °C. Se prepararon poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm), copolímeros estadísticos de NIPAAm con acrilamida (AAm) o ácido acrílico (AAc), y un copolímero compuesto de los tres diferentes monómeros. Estos materiales se caracterizaron por Dispersión de Luz Dinámica (DLS), Espectroscopía de Infrarrojo con Transformadas de Fourier (FT-IR) y Análisis Termogravimétrico (TGA). Los diámetros de los polímeros en agua estuvieron en un intervalo de 22 a 42 nm. Los copolímeros con unidades ácidas exhiben un comportamiento de respuesta a cambios de temperatura y pH. Los floculantes poliméricos fueron evaluados en la remoción de turbidez del agua de río con turbidez elevada y agua residual (urbana y agrícola). Se probaron la temperatura y el tiempo de floculación, así como la composición y dosis de polímero. La temperatura y el tiempo de floculación más efectivos fueron 40 °C y 15-25 min, respectivamente. La dosis de polímero de 0.1 mg mL-1 es suficiente para lograr un porcentaje de remoción de turbidez elevado (~80%). A 1 mg mL-1 de floculante, se alcanza una remoción de turbidez de 23.9 a 99.2%, dependiendo de la composición de polímero y la calidad del agua. <![CDATA[<b>Study of hexavalent chromium sorption by hydrotalcites synthesized using ultrasound vs microwave irradiation</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200019&lng=en&nrm=iso&tlng=en The increase of water contamination caused by toxic compounds is a matter of primary concern, the case in point is the state of Guanajuato in Mexico, where one of Ihe main contaminants found in wastewater is Cr(VI), a widely used compound in the tanning process. The development of an efficient technology to remove this substance from water is absolutely necessary. In this work a comparative study of different anionic clays and activated carbon as a reference, was proposed to eliminate this pollutant Hydrotalcites were prepared by the coprecipitation method using ultrasound or microwawe irradiation during the crystallization step. The interlayer compounds were: sulfates, nitrates, chlorides and etoxide-acetylacetonate. The solids were characterized by X-ray diffraction, nitrogen physisorption and scanning electron microscopy with EDS microanalysis. The amount of sorbed Cr(VI) was determined by UV-vis spectrometry. The best option for Cr(VI) removal was the hydrotalcite with chloride as anion in the interlayer. It was found that the sorption was mainly dependent of the interlayer anion and the preparation method and it was not: a function of the specific area. On the other hand the activated carbon is rapidly saturated and its sorptive capacity is practically null.<hr/>El aumento en la contaminación del agua es un asunto de gran reelevancia; en Guanajuato México, uno de los principales contaminantes hayados en aguas residuales es el Cr(VI), ya que este compuesto es ampliamente utilizado en el proceso de curtido; de ahí que el desarrollo de tecnologías eficaces para eliminar este tipo de contaminantes es absolutamente necesario. En este trabajo se realizó un estudio comparativo con diferentes arcillas aniónicas, empleando como referencia al carbon activado, el cual permitió proponer un sistema eficaz de eliminación. Las hidrotalcitas se prepararon por coprecipitacion mediante irradiación de ultrasonido y microondas durante la etapa de cristalización. Se utilizaron como aniones de compensación: sulfatos, nitratos, cloruros y una combinación de etóxido-acetilacetonato. Los sólidos se caracterizaron por difracción de rayos-X, fisisorcion de nitrógeno y microscopía electrónica de barrido con microanálisis EDS. La cantidad de Cr(VI) sorbida se determinó por espectrometría UV-vis. La hidrotalcita clorada resultó en la mejor opción para la eliminación del Cr(VI). Se encontró que la sorción es dependiente principalmente del tipo de anión interlaminar seguida por el método de preparación e independiente del área específica. Por otro lado el carbon activado se satura rápidamente y su capacidad de sorción es prácticamente nulo. <![CDATA[<b>Effect of pH on the electrochemical oxidation of phenol using a dimensionally stable anode of SnO<sub>2</sub>-Sb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-RuO<sub>2</sub></b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200020&lng=en&nrm=iso&tlng=en En el presente trabajo se estudió el desempeño de un ánodo dimensionalmente estable (DSA por sus siglas en inglés) recubierto con capas de SnO2-Sb2O5-RuO2 para su empleo en la oxidación anódica de soluciones sintéticas de fenol. Las capas de recubrimiento fueron aplicados por depositación catódica sobre una malla metálica de titanio, seguida de una activación térmica a 450 °C. El ánodo se caracterizó por microscopía electrónica de barrido y voltamperometría cíclica. Para las pruebas experimentales se empleó un reactor tubular y concentraciones de fenol de 100, 300, 500 y 1000 mg/L utilizando NaCl como electrolito soporte y valores de pH de 2, 7 y 12. El mecanismo de oxidación fue función del pH, por medio de la generación de oxidantes derivados del cloro sumada a la generación de radicales hidroxilo de la electrólisis del agua. En todos los casos, se obtuvieron porcentajes de remoción mayores al 90% medidos en términos de disminución de fenol, del 80% para la demanda química de oxígeno y del 70% en el carbono orgánico total. En los experimentos realizados con la mayor concentración de fenol en condiciones ácidas, se observó el efecto de polimerización de los subproductos de la oxidación del fenol.<hr/>In the present work as been studied the performance of a dimensionally stable anode (DSA) coated with layers of SnO2-Sb2O5-RuO2 to be used in the anodic oxidation of synthetic solutions of phenol. The coating layers were applied by cathodic deposition on a titanium mesh, followed by thermal activation at 450° C. The anode was characterized by scanning electron microscopy and cyclic voltammetry. In the experimental tests we employed a tubular and phenol concentrations of 100, 300, 500 and 1000 mg/L using NaCl as supporting electrolyte and conducting the experiments at different pH values of 2, 7 and 12. The mechanism of oxidation was function of the pH, through the generation of oxidants chlorine derivatives added to the generation of hidroxyl radicals obtained from the electrolysis of water. In all cases, removal percentages obtained were greater than 90% measured in terms of decrease of phenol, 80% for the chemical oxygen demand and 70% for the total organic carbon. In the experiments with the higher concentration of phenol in acidic conditions, was observed the effect of polymerization of the byproducts of oxidation of phenol. <![CDATA[<b>Hydrodynamic characterization of an anaerobic membrane bioreactor treating wastewater with several oil and grease levels</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200021&lng=en&nrm=iso&tlng=en La unidad de filtración de una planta piloto AnMBR fue aislada y operada con distintas proporciones de aceites y grasas, entre 0.25 y 1 g DQOsustrato/g SVfango. El proceso biológico fue monitorizado y el perfil de filtración de la membrana fue evaluado mediante un método de determinación de flujo crítico con una etapa de pre-compresión (PCCF), estudiando el ensuciamiento irreversible interno y externo y la eficacia de limpiezas tanto físicas como químicas de la membrana. No se observó efecto de inhibición en el proceso biológico pero para la relación mas alta, se observó una limitación en la digestión debido a la formación de precipitados de ácidos grasos de cadena larga. La resistencia debida al ensuciamiento externo irreversible representó hasta un 52% del total para la adición de grasa mas alta, mostrándose en todo caso compresible. Para el ensuciamiento irreversible interno, PCCF permitió detectar un ensuciamiento del efluente y de las conducciones de filtración por crecimiento biológico, al verse un descenso considerable de la resistencia al contralavado, de 1.57 a 0.81x10(12) m-1, tras la limpieza de la línea de filtración. La limpieza química sumergida permitía recuperar prácticamente el 100% de la permeabilidad.<hr/>The filtration unit of an AnMBR pilot plant was isolated and feed with different oil and grease concentrations, between 0.25 y 1 g DQOsubstrate/g SVsludge. The biological process was monitored and the membrane filtration profile was assessed by means of a critical flux method with pre-compression step (PCCF), studying internal and external irreversible fouling, also physical and chemical cleaning efficiencies. No inhibitory effects was found except for the highest S/X ratio, observing a digestion limitation due to long chain fatty acids precipitates. External irreversible fouling resistance was up to 52% of the total for the highest grease addition, in every case compressible. Regards to internal irreversible fouling, PCCF allowed detecting effluent and filtration tubing fouling by biological growth, from 1.57 to 0.81 x10(12) m-1, after rinsing the filtration line. Submerged chemical cleaning nearly recovered 100% permeability. <![CDATA[<b>Hydrodynamic study of a continuous multistage fluidized bed dryer with downcomers</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200022&lng=en&nrm=iso&tlng=en Se caracterizó hidrodinámicamente una columna multietapas de lecho fluidizado continua con vertederos, que se utilizará como secador de partículas de gel de sílice. Experimentalmente, se determinaron, la zona de operación estable (ZOE) y la distribución de tiempos de residencia (DTR) de los sólidos en la columna y se observó que la ZOE disminuye con el aumento en el flujo de sólidos y de aire y que para valores de entre 34 y 45 % del área libre de la reducción cónica empleada en la parte inferior de los vertederos, la velocidad crítica de operación, prácticamente es constante. El análisis de la DTR determinó que el patrón de flujo de los sólidos se ajusta al modelo de tanques en serie y que al aumentar el número de etapas, se tiende al flujo pistón. A partir del diseño factorial 3³ y un análisis de superficies de respuesta se generó un modelo estadístico tomando como variable de respuesta la caída de presión total en la columna (ΔPtotal) y como variables independientes, el número de etapas (N), la temperatura de alimentación (T) y la relación altura a diámetro de la columna (L/D). El modelo explica adecuadamente la variabilidad de la caída de presión total.<hr/>In this work a multistage continuous fluidized bed drier provided with downcomers with a conical reduction at their bottom was characterized hydrodynamically. The solids to be dried were silica gel particles. The stable operation zone (SOZ) and the solid's residence time distribution (RTD) were determined. The SOZ is a function of the solids and air flows and the free area in the conical reduction. The range of values of these variables for which the column operation lies in the SOZ was determined. It was found from the analysis of the RTD of the solids in the column that the solid's flow pattern in it can be represented adequately by the series of perfectly stirred tanks model and that this pattern tends to piston flow as the number of stages increases. A statistical model for the total pressure drop (ΔPtotal) in the multistage dryer was obtained employing the surface response technique and taking as variables the number of stages (N), the ratio of the downcomer length to column diameter (L/D) and the temperature of the air fed to the dryer (T). This model represents adequately the observed variability of the total pressure drop and can be employed as a predictive tool. <![CDATA[<b>Thermal parameters study of biodiesel containing Au nanoparticles using photothermal techniques</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200023&lng=en&nrm=iso&tlng=en Thermal parameters of biodiesel containing Au nanoparticles was characterized by thermal lens technique (TL) and inverse photopyroelectric (IPPE) technique. In the case of the TL spectrometry technique, two lasers in the mismatched mode experimental configuration were used in order to obtain the thermal diffusivity (D) of the biodiesel. On the other hand, the sample thermal effusivity (e) was obtained by using the IPPE technique where the temperature variation of the sample, exposed to modulated radiation, is measured with a pyroelectric sensor. In this technique a He-Ne laser was used as the excitation source and was operated at 632 nm with an output power of 120 mW. From the obtained thermal-diffusivity (D) and thermal effusivity (e) values, the thermal conductivity (k) was calculated from the relationship e = k/ √D. The obtained thermal parameters were compared with the values of the thermal parameters of literature. Measurements of particle size and absorption were determined by complementary techniques such as transmission electron microscopy (TEM) and photoacoustic (PA) spectroscopy, respectively. Our work has applications as high functioning heat transfer fluids in automotive electronic cooling systems and in micro-channel heat sinks (Wen et al., 2006).<hr/>Los parámetros térmicos del biodiesel conteniendo nanopartículas de Au fueron caracterizados por las técnicas de lente térmica (TL) y técnica fotopiroeléctrica inversa (IPPE). En el caso de TL, en la configuración experimental en el modo desacoplado de dos láseres fue usado con la finalidad de obtener la difusividad térmica (D) del biodiesel. Por otra parte, la efusividad térmica de la muestra (e) fue obtenida mediante el uso de la técnica IPPE donde la variación de la temperatura de la muestra, expuesta a la luz modulada, es medida con un sensor piroeléctrico. En esta técnica un láser de He-Ne fue usado como fuente de excitación y fue operado a 632 nm con una potencia de salida de 120 mW. De los valores de la difusividad térmica (D) y la efusividad térmica (e), la conductividad térmica (k) fue calculada de la relación e = k/ √D. Los parámetros térmicos obtenidos fueron comparados con los valores de los parámetros térmicos de la literatura. La mediciones del tamaño de partícula y de la absorción fueron determinados por técnicas complementarias tales como TEM y espectroscopia fotoacústica (PA), respectivamente. Nuestro trabajo tiene aplicaciones en fluidos de alto rendimiento y en microcanales como disipadores de calor (Wen et al., 2006). <![CDATA[<b>Cases of statistical analysis in materials science</b>: <b>difficulties and solutions</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200024&lng=en&nrm=iso&tlng=en Caracterizar un material experimentalmente requiere de una aplicación sólida de conceptos y técnicas de diseño estadístico experimental. Idealmente, estas técnicas se deben considerar desde la planeación misma de los experimentos. En la realidad, sin embargo, hay proyectos donde existe ya un cierto grado de avance cuando se decide considerar la aplicación de técnicas estadísticas. Esto impone distintas limitantes al análisis del experimento. En este trabajo se discuten tres casos con distintos grados de avance al momento de introducir técnicas estadísticas. Se discuten las limitaciones, así como las maneras posibles de mejorar el análisis estadístico.<hr/>Experimental characterization of new materials requires an effective application of statistical experimental design concepts and techniques. Ideally, these techniques will be considered from the planning stage. In reality, however, the decision to consider analysis techniques it often made when a project has already a certain degree of advance. This situation imposes limitations to what statistical analysis can accomplish. In this work, three case studies with varying degrees of advance at the moment of introducing statistical analysis are discussed in terms of its limitations as well as the possibilities to improve the experiment's capabilities. <![CDATA[<b>Corn starch nanofilaments obtained by electrospinning</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200025&lng=en&nrm=iso&tlng=en Until today, there are not reports of nanofilaments from starch. Therefore, the aim of this research was to find the conditions for obtaining nanofilaments from natural polymers by the electrospinning process. An electrospinning prototype system built at laboratory was used. The performance of native corn starch water suspension (control), and succinated corn starch mixed with water, glycerol and surfactant were evaluated by electrospinning. Several processing parameters were critical for obtaining nanofilaments, among them were distance between needle and collector, voltage, conductivity, dielectric constant as well as water suspension viscosity. Native starch was not appropriate for obtaining nanofilaments due to particles agglomeration by retrogradation. To overcome those problems, several mixtures of succinated starch, surfactant Tween-20 and glycerol were evaluated. The viscosity was reduced from 664 cP in native starch mixture to 28 cP in succinated corn starch/Tween 20/glycerol, and the resulting low viscosity together with high dielectric constant >253 were adequated for achieving nanofilament of average diameter of 200 nm by electrospinning due to formation of Taylor's cone. Corn starch nanofilaments have several amazing characteristics making them optimal for many applications as scaffolds in regenerative medicine, thickeners and glues in other industries.<hr/>Actualmente, no hay publicaciones de nanofilamentos elaborados con almidón. Por tanto el objetivo de esta investigación fue encontrar condiciones para obtener nanofilamentos de polímeros naturales utilizando el proceso de electrospinning. Se utilizó almidón de maíz nativo y almidón succinatado mezclado con glicerol, surfactante y agua para elaborar las soluciones. Las condiciones críticas de procesamiento para obtener nanofilamentos fueron distancia entre aguja y colector, voltaje aplicado, flujo de solución, conductividad, constante dielóctrica y viscosidad. No fue posible obtener nanofilamentos a partir de almidón de maíz nativo debido a que se aglomera y no fluye uniformemente. Para corregir ese problema, varias suspensiones de almidón nativo y succinatado, Tween 20 y glicerol fueron evaluadas. La viscosidad en la suspensión de almidón nativo fue de 664 cP y se redujo a 28 cP en almidón succinatado/Tween 20/glicerol. El almidón succinatado, Tween 20 y glicerol permitieron condiciones para obtener nanofilamentos de diámetro de 200 nm. La baja viscosidad de 28 cP así como una alta constante dieléctrica >253 en la suspensión fueron los parámetros importantes para obtener nanofilamentos debido a que se puedo formar el cono de Taylor. Los nanofilamentos tienen potencial uso en aplicaciones como andamios en medicina regenerativa o como espesantes y adhesivos en otras industrias. <![CDATA[<b>Rheological characterization and thermal stability of triblock copolymers-modified asphalt reinforced with montmorillonite nanoparticles in physical mixing</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200026&lng=en&nrm=iso&tlng=en Effects of montmorillonite (MMT) on the rheological, thermal stability and morphological properties of triblock copolymer modified asphalts are investigated. Modified asphalts were prepared by successively mixing the clay and SBS, SIS, or SEBS with the asphalt AC-20. Results show that the MMT modified asphalt may form an intercalated or exfoliated structure. MMT increased slightly both the softening point and the viscosity of the modified asphalts at high temperatures. Furthermore, the modified asphalts exhibited a relatively higher complex modulus and, in consequence, displayed enhanced viscoelastic properties, which improve its resistance to rutting at high temperatures. The high-temperature storage property can be increased by improving the compatibility between polymer and asphalt The morphology observed by optical microscopy revealed the better compatibility between triblock asphalt/polymer/MMT, thus influencing the final rheological properties of the studied systems. Indeed, asphalt or asphalt/polymer blends gave a typical terminal relaxation behavior for polymer (G'~ w², G"~ w¹), which is modified by the addition of MMT particles. Furthermore, the activation energy of nanocomposites resulted slightly higher than that of asphalt/polymer blends without MMT.<hr/>Se estudió el efecto de la montmorillonita (MMT) sobre las propiedades reológicas, estabilidad térmica y morfología del asfalto AC-20 modificado con copolímeros tribloque. El asfalto modificado (AM) se preparó por mezclado sucesivo de nanopartículas y polímeros SBS, SIS y SEBS. Los resultados obtenidos muestran que la arcilla puede formar distribuciones intercaladas y/o exfoliadas. La presencia de la MMT en el AM aumenta ligeramente la temperatura de ablandamiento y la viscosidad del asfalto a temperaturas altas y disminuye el grado de penetración. Adicionalmente, estos materiales muestran un aumento en los módulos elástico y viscoso, lo que indica un considerable mejoramiento en la resistencia a la deformación permanente por acanalamiento a temperaturas elevadas. La estabilidad térmica del asfalto modificado aumenta con la presencia de MMT, debido a la mejora de la compatibilidad entre el asfalto y el polímero por sus interacciones con la arcilla. En efecto, la morfología del AM observada por microscopía optica presenta una reducción en el tamaño de partícula del polímero en el sistema ternario asfalto/polímero/MMT, lo cual se ve reflejado en el mejoramiento de la compatibilidad y de sus propiedades viscoelásticas. El asfalto AC-20 y las mezclas binarias polímero/asfalto presentan una relajación terminal característica del polímero (G' ~ w², G" ~ w¹),). Por su parte, las mezclas asfalto/polímero/MMT muestran un cambio en el espectro de relajación terminal (G' y G" ~ w¹), además de un ligero aumento en la energía de activación. <![CDATA[<b>Thermal behavior of banana starch films with degraded polyethylene terephthalate</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200027&lng=en&nrm=iso&tlng=en El comportamiento térmico y estructural de películas de almidón de plátano con PET degradado (A/PETdeg) es discutido. La degradación del PET y las características de las pelícuas A/PETdeg fueron determinadas mediante espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (EITF), difracción de rayos-X (DRX) y análisis térmico simultáneo (ATS). Los productos de degradación obtenidos a partir del PET fueron principalmente ácido tereftálico, dímeros de ácido y cadenas macromoleculares residuales, los cuales mostraron un distinto comportamiento térmico. La estabilidad térmica de las películas A/PETdeg fue menor que la de los componentes individuales, este comportamiento fue relacionado con el rompimiento de los dominios amorfos del almidón (puntos de ramificación de la molécula de amilopectina) y debido al efecto catalítico generado por el ácido tereftálico durante el proceso térmico. Adicionalmente, la barrera a la absorción de agua en las películas A/PETdeg fue incrementada en funcion del contenido de PETdeg.<hr/>The thermal behavior and structural of banana starch films with degraded PET is discussed (S/PETdeg). The PET degradation and the characteristics of A/PETdeg films were analyzed by Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and simultaneous thermal analysis (STA). Terephthalic acid, acid dimers and residual macromolecular chains were the degradation products of PET, which showed different thermal behavior. The thermal stability of the A/PETdeg composite films was lower than the individual components; this behavior was related to the breakdown of the starch amorphous domains (branching points of the amylopectine molecule) and due to the catalytic effect caused by the terephthalic acid during the thermal process. Additionally, the barrier to water absorption of the A/PETdeg films was increased depending on the content of PETdeg. <![CDATA[<b>Methodology for design, analysis and thermodynamic optimization of distillation columns with internal heat exchangers</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200028&lng=en&nrm=iso&tlng=en Se presenta una metodología para el diseño, análisis y optimización termodinámica de columnas de destilación con intercambiadores de calor internos. El método emplea la termodinámica irreversible y trayectorias de destilación reversibles para mapear, clasificar y evaluar las irreversibilidades del proceso, y una estrategia de optimización restringida multinivel para determinar la distribución de la carga de calor que minimiza la producción de entropía en la columna. La metodología propuesta es una extensión de trabajos anteriores (Mendoza y Riascos, 2010 y 2011), incluye el cálculo de trayectorias de destilación reversible como estrategia para establecer límites para las variables de diseño que se deben estimar durante la optimización, y para la eficiencia termodinámica alcanzable. La metodología se aplica al proceso de deshidratación de etanol por destilación extractiva empleando etilenglicol como agente de extracción, este sistema por la gran diferencia entre los puntos de ebullición de los componentes y la alta no idealidad representa un desafío interesante para el desarrollo de estrategias de diseño y optimización. Los resultados muestran que en las columnas de destilación con intercambiadores de calor secuenciales, optimizadas, la generación de entropía se reduce 14% (columna de recuperación de solvente) y 16% (columna extractiva) en comparación con su contraparte adiabática, también optimizada. Además, para el estudio de caso considerado, la metodología propuesta ha mostrado ser robusta, sin problemas de convergencia durante la optimización, permitiendo generar una propuesta para el diseño y operación óptimos de las columnas. Los resultados presentan buena concordancia con los obtenidos con el simulador Aspen PlusTM empleando el modelo radfrac.<hr/>A methodology for design, analysis and thermodynamic optimization of distillation columns with internal heat exchangers is presented. The method employs irreversible thermodynamics and reversible distillation trajectories to map, classify and assess process irreversibilities, it employs a multilevel constrained optimization strategy to determine the heat load distribution that minimizes the entropy production in the column. The proposed methodology is an extension of previous works (Mendoza and Riascos, 2010 and 2011), it includes calculation of reversible distillation trajectories as strategy to define limits for design variables that must be estimated in the optimization, and for attainable thermodynamic efficiency. The ethanol dehydration process by extractive distillation using ethylene glycol as entrainer is used to illustrate the methodology, due to the difference between components boiling points and the high no ideality, this system is an interesting challenge for developing of design and optimization strategies. The results show that optimized distillation columns with sequential heat exchangers reduce the entropy generation 14% (solvent recovering column) and 16% (extractive column) compared with its optimized adiabatic ones. Furthermore, the proposed methodology showed to be robust, without convergence problems during the optimization, in that way, it allows to generate a suggestion for the optimal design and operation of the columns. The results show good concordance with the ones obtained with Aspen PlusTM employing radfrac model. <![CDATA[<b>Analysis and control of a distributed parameter reactor for pyrolysis of wood</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200029&lng=en&nrm=iso&tlng=en This document introduces a methodology for the design of a Proportional Integral + Sliding Mode Control (PI+SM) and its application to a biomass pyrolysis process. The objective of the proposed controller is to promote the transformation of wood into gaseous products, which have high energy value. First, a distributed parameter model of a pyrolysis reactor (from specialized literature) isanalyzed and modified in order to lie implemented in Matlab. After that, a based sliding mode controller is developed considering the reactor temperature as the controlled variable and the applied heat as the control input. Different scenarios are considered and the performance of the designed controller is compared with a classical PI controller and the proces s open loop behavtor via numerical simulation. The results show that the proposed control strategy enhances the gaseous components in the process output.<hr/>En este documento se presenta una metodología para el diseño de un control Proporcional Integral + control por Modos deslizantes (PI+SM), así cómo su aplicación en un proceso de pirólisis de biomasa. El objetivo del controlador propuesto es promover la transformación de madera en componentes gaseosos, los cuales cuentan con alto valor energético. En primer lugar se analiza un modelo de parámetros distribuidos planteado en literatura especializada, que corresponde a un reactor de pirólisis; este modelo es modificado e implementado en Matlab. Después, se diseña un controlador basado en modos deslizantes considerando a la temperatura del reactor que se obtiene en cada iteración discreta como la variable controlada y el calor aplicado como entrada de control. Se toman en cuenta diferentes escenarios para evaluar el comportamiento del controlador y para comparar su desempeño via simulación numérica, con la operación en lazo abierto y con un controlador PI clásico. Los resultados muestran que la estrategia propuesta mejora la producción de componentes gaseosos en la salida del proceso. <![CDATA[<b>Multiple-Sensor fault diagnosis in a heat exchanger using Sliding-Mode observers based on Super-Twisting algorithm</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-27382015000200030&lng=en&nrm=iso&tlng=en En este trabajo se presenta la implementación de un sistema de diagnóstico de fallas basado en modelo para un intercambiador de calor de doble tubo. El sistema de diagnóstico permite estimar y aislar las fallas en uno de los sensores de temperatura de entrada y en dos de salida del intercambiador de calor. El principal logro que se pretensa en este trabajo es la posibilidad de aislar dos fallas simultáneas en los sensores de temperatura en el intercambiador de calor. El sistema de diagnóstico de fallas se basa en observadores por modos deslizantes del tipo Super-Twisting. Los resultados experimentales demuestran el desempeño del esquema propuesto.<hr/>This work presents a model-based fault diagnosis system for double pipe heat exchanger. The fault diagnosis system allows estimating and isolating the fault in one inlet and two outlet temperature sensors of the heat exchanger. The main goal presented in this work; is the possibility of isolating two simultaneous failures in the temperature sensors. The fault diagnosis system was designed based on Super-Twisting Sliding -Mode Observer. Experimental results have shown the effectiveness of the proposed diagnosis system.