Revista mexicana de ingeniería química

**Oxygen limitations to grow Azadirachta indica cell culture in shake flasks**

It was evaluated the growth of Azadirachta indica cell suspension in different conditions of oxygen delivery in Erlenmeyer shake flask. Oxygen transfer rate (OTR, kg O2 m-3 day-1) for the closures utilized were: silicone foam (1.04), cotton (0.58), and aluminum foil (0.07). A. indica cells growing during 6 weeks of subculture showed that lower OTR reduced cell viability, the pH of broth medium, and Azadirachtins production. While, higher OTR induced the formation of aggregates. Using a stirred tank bioreactor, it was determined that A. indica cells had an oxygen consumption of 0.100 kg O2 kg DW-1 day-1, a higher value than other plant cell cultures. These results show that OTR generated in Erlenmeyer s hake flasks is lower to oxygen uptake rate of A. indica cells and it is a limiting factor to grow this plant.

Se evaluó el crecimiento de suspensiones celulares de Azadirachta indica en diferentes condiciones de suministro de oxígeno en matraces. Las velocidades de transferencia de oxígeno (OTR, kg O2 m-3 día-1) obtenidas con los tapones utilizados para tapar matraces Erlenmeyer fueron: espuma de silicona (1.04), algodón (0.58) y papel aluminio (0.07). Las células de A. indica crecidas en las condiciones anteriores durante 6 semanas de subcultivo, mostraron que la OTR menor reduce la viabilidad celular, el pH del medio y la producción de azadiractinas. Por su lado, las OTR mayores favorecen la formación de agregados celulares. En un biorreactor de tanque agitado, se determinó que las células de Al. indica tienen un consumo de oxígeno de 0.100 kg O2 kg CS-1 día-1, valor superior al que tienen otros cultivos de células vegetales. Estos resultados muestran que la OTR generada en matraces Erlenmeyer es menor a la demanda de oxígeno de las células de A. indica y es un factor que limita su crecimiento.

**Survivability of entrapped Lactobacillus rhamnosus in liquid- and gel-core alginate beads during storage and simulated gastrointestinal conditions**

L. rhamnosus cells were encapsulated in liquid-core (LCBR) and gel-core (GCBR) calcium alginate beads, and cell survivability under storage conditions and simulated gastrointestinal conditions were evaluated, and compared with that of non-encapsulated cells. The average external diameters of both beads (1.37 ± 0. 25 mm) were non-significantly different, and the average thickness of alginate gelled layer in LCBR was of 0.27 ± 0.01 mm. The bacteria entrapped into LCBR tended to gather together forming clusters in the bulk of the liquid phase of the bead, whereas the bacteria entrapped into GCBR were compartmentalized in the gelled bead biopolymer matrix. LCBR showed significant lower hardness and chewiness, higher cohesiveness, and comparable springiness values than GCBR. Cells survivability under storage and simulated gastrointestinal conditions was significantly higher in LCBR than in GCBR and for the non-encapsulated free cells.

Células de L. rhamnosus fueron entrampadas en cápsulas de alginato de calcio con centro líquido (LCBR) y centro gelificado (GCBR), evaluando la sobrevivencia de las células bajo condiciones de almacenamiento y condiciones gastrointestinales simuladas en comparación con las de células sin entrampar. No hubo diferencias significativas entre los diametros externos promedio (1.337 ± 0.25 mm) de ambas cápsulas, mientras que el grosor promedio de la capa gelificada en LCBR fue de 0.27 ± 0.01 mm. Las bacterias entrampadas en LCBR tendieron a agregarle en el seno de la fase líquida de la cápsula, mientras que las bacterias entrampadas en GCBR se distribuyeron homogéneamente en la matriz biopolimérica de la cápsula. LCBR mostro valores de dureza y masticabilidad significativamente menores, una cohesividad significativamente mayor y una elasticidad comparable a los exhibidos por GCBR. La sobrevivencia de las células bajo condiciones de almacenamiento y condiciones gastrointestinales simuladas fue sigaificativamente mayor en LCBR que en GCBR y para las células libres sin encapsular.

Integral formulations for generalized reaction-diffusion equations

Las formulaciones integrales son metodologías que consisten en transformar los operadores diferenciales a operadores integrales incorporando de manera exacta las condiciones de frontera. Este trabajo se extiende el uso de formulaciones de ecuaciones integrales (FEI) para el desarrollo de esquemas numéricos para sistemas generales tapo reacción-difusión. Debido a la propiedad de incorporación exacta de las condiciones de frontera, los esquemas numéricos resultantes no requieren de aproximaciones en las fronteras, lo que conduce a esquemas numéricos con ordenes globales de aproximación de O(h²). Las FEI se caracterizan por su metodología sistemática y su estructura matemática que permite la fácil interpretación física de los procesos involucrados en los sistemas reacción-difusión. Para evaluar la capacidad de aproximación numérica del esquema propuesto se consideraron diferentes condiciones que surgen en el estudio de las pastillas catalíticas. Las simulaciones numéricas realizadas muestran que las FEI exhiben mejores aproximaciones numéricas que los esquemas clásicos de diferencias finitas (DF).

Integral equation formulations are methodologies that consists on transforming the differential operators into integral operators exactly incorporating the boundary conditions. This work extends the use of integral equations formulations (IEF) for the development of numerical schemes for generalized reaction-diffusion systems. Due to the property of exact incorporation of the boundary conditions, the numerical schemes resulting do not require approximations at the boundaries, which leads to numerical schemes with global orders approximation O(h²). IEF schemes are characterized by their systematic methodology and its their mathematical structure that allows easy physical interpretation of the processes involved in the reaction-diffusion systems. To evaluate the ability of numerical approximation of the proposed scheme different conditions that arise in the study of catalytic pellets were considered. The numerical simulations carried out show that the IEF exhibit better numerical approximations than classic finite differences schemes (FD).

Effective thermal properties at the fluid-porous medium interfacial region: role of the particle-particle contact

In this work, we studied the role played by the particle-particle contact over the effective properties appearing in upscaled thermal models, for heat transport at the fluid-porous medium interfacial region under conductive regime. Using closure problems recently reported in the literature, the various effective properties were predicted as functions of position in rhe inter-region and of the degree of interconnection between solid particles. To this end, the associated closure problems were solved in unit cells containing squares connected by rectangular ramifications. It is shown that the existence of contact between particles yields results significantly different from those without contact. This may be an important source of error in modeling, specially when the solid (or the fluid) is highly conductive in comparison with the other phase.

En este trabajo, se estudió el papel del contacto partícula-partícula sobre las propiedades efectivas que aparecen en los modelos escalados, para el transporte de calor en la región interfacial entre un medio poroso y un fluido bajo régimen conductivo. Utilizando problemas de cerradura reportados recientemente en la literatura, se predijeron las propiedades efectivas en función de la posición en la inter-región y del grado de interconección entre las partículas sólidas. Para esto, los problemas de cerradura se resolvieron en celdas unitarias que contienen cuadrados conectados entre sí por medio de brazos rectangulares. Se encontró que la existencia de contacto entre las partículas produce resultados significativamente diferentes a aquellos originados sin contacto. Esto puede representar una importante fuente de error en el modelamiento, especialmente cuando el sólido (o el fluido) es mucho más conductivo en comparación con la otra fase.

Modeling conventional and ultrasound-assisted extraction of oil-containing materials

A two-zone model based on broken and intact cells has been presented and applied to the experimental results on oil extraction obtained by various authors and on several species of seeds where the operation were based solely on solvent extraction or aided by ultrasound. The model a ssumes that oil contained within disrupted cells tobe extracted by a solvent washing process and to be described by a convective mass transfer mechanism. Oil contained within intact cells is assumed to diffuse towards the particle surface as described by Fickean diffusion within a semi-infinite slab. The resulting model consists of algebraic equations that; permit readily interpretation of experimental data in terms of relevant model parameters such as transport parameters and particle fractions of damaged and sound cells, among others. Results showed good agreement between calculated and experimental data for both conventional and ultrasound-assisted extraction. The model was found to be sensitive to the presence of ultrasound irradiation as it resulted in relatively higher convective mass-transfer rate constants and larger damaged cells proportions as compared to 1he corresponding conventional extraction.

Se presenta un modelo de extracción de aceite que supone la presencia de tanto células dañadas como intactas, Se interpretan datos experimentales reportados en la literatura para distintas semillas extraídas con solvente o en sistemas asistidos con ultrasonido. Se supone que el aceite contenido en las células dañadas se extrae por un proceso de lavado con el solvente, y se describe mediante un mecanismo convectivo de transferencia de masa, mientras que el aceite en la estructura celular intacta se supone que se desplaza hacia la superficie de la partícula siguiendo un mecanismo de difusión que puede describirse como un sólido semi infinito. El modelo resultante consiste en ecuaciones algebraicas que al ser ajustadas a cinéticas de extracción permite determinar parámetro relevantes del proceso tales como los de transporte y las fracciones del solido con células rotas e intactas, entre otras. Se encontró que el modelo se ajusta relativamente bien tanto a datos de extracción convencional como a los procesos asistidos por ultrasonido. De acuerdo a las predicciones del modelo el ultrasonido puede favorecer la extracción al incrementar tanto los coeficientes de transferencia de masa en el lavado de células rotas como la cantidad relativa de estas.

Analysis of the capillary extrusion of low-density polyethylene by using velocimetry

The knowledge of the flow kinematics of polymer melts is relevant for their processing; as well as for the de sig n of molds and dies. However, the analysis of the flow behavior of polymer melts during extrusion has been typically performed by using rheometric measurements and numerical simulation. In this work, a description of the kinematics of a low-density polyethylene flowing under continuous extrusion through a transparent capillary die was performed by using the particle image velocimetry (PIV) technique coupled with rheometric measurements. The velocity maps for the polymer melt exhibited fully developed flow, meanwhile the flow rate data obtained from the velocity profiles agreed very well with the rheometric ones. The maximum difference in the volumetric flow rates by using the two methods was 6.5%, which shows the reliability of the PIV technique to describe the flow behavior of the polymer melt. The true flow and viscosity curves for the polymer melt were obtained from the measured wall shear stress and velocity profiles, in a wider shear rate range ihan the accessible by the capillary measurements, including the transition between the Newtonian and power-law regions. This allowed the viscosity data to be very well fitted by a Carreau constitutive equation.

El conocimiento de la cinemática de flujo de polímeros fundidos es relevante para su procesamiento, así como para el diseño de moldes y dados. Sin embargo, el análisis de su comportamiento en extrusión se ha realizado típicamente a través de medidas reométricas y simulaciones numéricas. En este trabajo se realizó una descripción detallada de la cinemática de flujo de un polietileno de baja densidad en extrusión empleando un dado transparente y acoplando la técnica de velocimetría por imágenes de partículas (PIV) con mediciones reométricas. Los mapas de velocidad del polímero fundido exhibieron flujo totalmente desarrollado, mientras que las medidas de flujo volumétrico obtenidas de los perfiles de velocidad mostraron una excelente concordancia con las reométricas. La máxima diferencia porcentual entre ambos métodos fue de 6.5%, lo cual indica la confiabilidad de la técnica de PIV para describir el comportamiento en flujo de polímeros fundidos. Las curvas de flujo y de viscosidad verdaderas se obtuvieron en un intervalo de razones de corte más amplio que el accesible mediante el uso del reómetro de capilar a partir del esfuerzo de corte en la pared y de los perfiles de velocidad, incluyendo la transición entre la región de flujo newtoniana y de ley de potencias. Esto permitió que los datos de viscosidad se ajustaran muy bien por una ecuación constitutiva de Carreau.

Effect of extrusion cooking on the functional properties and starch components of lentil/banana blends: Response surface analysis

Banana and lentil flour blends were processed in a sing le screw extruder modifying the flour properties of the blend (20.5-79.5%), at selected range of die temperature (145-175 ºC) and the feeding moisture content (20-24%). Functional characteristics evaluated in the extrudates were water absorption index (WAI), water solubility index (WSI), bulk density (BD), paste viscosity properties, microstructure and resistant starch content. The concentration of lentil/banana blends and temperature were the most important variables affecting dependent variables WAI, WSI, BD and vrscosity properties. The results of this study indicated that extrusion cooking induced desirable functional characteristics to lentil/banana blends by increasing their resistant starch content.

Se procesaron harinas de lenteja y plátano en un extrusor de tornillo simple, modificando la proporción de harina (20.5-79.5%), la temperatura de dado (145-175 ºC) y la humedad de alimentación (20-24%). Las propiedades funcionales evaluadas en los extrudidos fueron índice de absorción de agua (IAA) y de solubilidad (ISA), densidad aparente (DA), perfil de viscosidad, cambios microestructurales y contenido de almidón resistente. La proporción de las harinas de lenteja/plátano fueron las variables independientes que más afectaron a las variables dependientes IAA, ISA, DA y viscosidad. Los resultados de este estudio muestran que la mezcla de lenteja/plátano, después de la cocción por extrusión provee características funcionales deseables, con un alto contenido de almidón resistente.

Storage stability and physcochemical properties of passion fruit juice microcapsules by spray-drying

The aim of this work was to microencapsulate passion fruit juice (PFJ) by spray-drying in two different biopolymers blends: Gum Arabic-mesquite gum-maltodextrin DE-10 (GA17-MG66-MD17 and GA17-MG-17-MD66), yielding the microcapsules M GA17-MG66-MD17 and M GA17-MG17-MD66. The spray-dried passion fruit microcapsules were analyzed for physicochemical properties (moisture content, water activity, powder particle size), quality properties (hygroscopicity, dispersibility, rehydration time), and reconstituted product properties Itotal color change and vitamin C retention). The minimum integral entropy of the microcapsules was determined at 25, 35, and 40 °C, and the resulting water activities (a w) were 0.447, 0.505, 0.629 for M GA17-MG66-MD17 and 0.383, 0.414, 0.605 for M GA17-MG17-MD66, respectively. These temperatures-a w sets were considered as the most adequate conditions for achieving maximum storage stability of the microcapsules. The best vitamin C retention level occurred at 25 °C, a w= 0.447 for M GA17-MG66-MD17, and at 25 °C a w= 0.383 tor M GA17-MG17-MD66.

El objetivo de este trabajo fue microencapsular jugo natural de- maracuyá (PFJ) mediante secado por aspersión en dos mezclas de biopolímeros en distintas proporciones: Goma Arabiga-goma de mezquite-maltodextrina DE-10 (GA17-GM66-MD17 and GA17-GM-17-MD66), produciendo dos tipos de microcápsulas M GA17-MG66-MD17 y M GA17-MG17-MD66. Las microcápsulas de PFJ fueron analizadas de terminando sus propiedades fisicoquímicas (contenido de humedad, actividad de agua, tamaño promedio de partícula), propiedades de calidad (higroscopicidad, dispersabilidad, tiempo de rehidratación), y propiedades de reconstitución de las microcápsulas (cambio de color total del jugo, retención de vitamina C en el jugo). La entropía mínima integral de las microcápsulas se determinó a 25, 35 y 40 °C, y las actividades de agua resultantes (a w) fueron de 0.4147, 0.505, 0.629 para M GA17_MG66-MD17 y de 0.383, 0.414, 0.605 para M GA17-MG17-MD66, respectivamente. El conjunto de valores temperatura-a w fueron considerados como las condiciones más adecuadas para alcanzar la estabilidad máxima de las microcápsulas. Las mejores condiciones de retención de vitamina C ocurrieron a 25 °C y una a w = 0.4(47 para M GA17-MG66-MD17, y a 25 °C, a w= 0.383 para M GA17-MG17-MD66.

**Morfometric and quality changes by application of three calcium sources under mild termal treatment in pre-cut fresh melon (Cucumis melo L.)**

Se evalúo el efecto de la aplicación de baños cálcicos sobre los parámetros morfométricos del tejido celular y los atributos de calidad de melón (Cucumis melo L) fresco precortado. Las muestras fueron tratadas con tres fuentes de calcio: cloruro, lactato y propionato a dos concentraciones: 0.5 y 1% a 60°C por tres tiempos de aplicación frente a un testigo. La activación de la pectin metil esterasa en presencia de calcio permitió la estabilización de la firmeza del tejido. Los parámetros morfométricos, indicaron un efecto positivo para lactato y cloruro de calcio al mantener la integridad de la pared celular, mientras el propionato y el tratamiento sin calcio incrementaron el área celular en un 38% y 51% respectivamente, lo cual se refleja en una pérdida de firmeza del tejido. El propionato mantuvo los atributos sensoriales propios del melón, mismos que se intensifican por el tratamiento con lactato. La aplicación de baños cálcicos empleando sales como el cloruro y el lactato dentro de un esquema de mínimo procesamiento, permitió conservar las características del tejido del melón fresco precortado, sugiriendo que este tratamiento contribuiría a mantener su estabilidad durante el almacenamiento.

The effect of calcium application was evaluated on cellular tissue over morphometric parameters and quality attributes of melon fresh-cut (Cucumis melo L.). Melon samples were treated with different sources of calcium chloride, lactate and propionate at two concentrations: 0.5 and 1% at 60°C for three times of application. The effect on tissue firmness is due to activation of pectin methylesterase and calcium presence, allowing the firmness stabilization. The moi-phometric parameters indicated a positive effect of lactate and calcium chloride to maintain integrity of rite cell wait. Treatments with propionate and without calcium creased cell area by 38% and 51% respectively, which is reflected in loss of tissue firmness. Propionate retained melon sensory attributes, and lactate showed intensification of them. The application of calcium as salts of chloride and lactate preserved characteristics of pre-cut fresh melon as mining processing treatment, which nray contribute to product stabilization during storage.

Antimicrobials in oxidized banana starch films: Effect on antibacterial activity, microstructure, mechanical and barrier properties

Se evaluó la actividad antimicrobiana de las películas con dos cepas de bacterias (Listeria innocua y Staphylococcus aureus). Se determinaron también la solubilidad y las propiedades mecánicas y de barrera al vapor de agua para observar la funcionalidad de la película. El aceite esencial de canela presentó una mayor actividad antimicrobiana en comparación con el sorbato de potasio en las dos cepas estudiadas. La incorporación del aceite de canela disminuyó la permeabilidad al vapor de agua de 18.34 × 10-10 a 5.07 × 10-10 g m-1 s-1 Pa-1 no modificó el porcentaje de elongación . Por otro lado, el sorbato de potasio aumentó la sotubilidad (de 35.2 % a (58.8 %) y la permeabilidad al vapor de agua (de 18.34 × 10-10 a 22.52 × 10-10 g m-1 s-1 Pa-1). El almidón oxidado de plátano con aceite esencial de canela puede ser una alternativa para elaborar películas con potencial como material de empaque.

Antimicrobial activity of films was evaluated with two bacterial strains (Listeria innocua and Staphylococcus aureus). Solubility, mechanical and water vapor barrier properties were also determinate to observe film functionality. Cinnamon essential oil had higher antimicrobial activity compared with potassium sorbate in the two studied strains. Incorporation of cinnamon essential oil decrease water vapor permeability from 11.34 × 10-10 to 5.07 × 10-10 g m-1 s-1 Pa-1 but percentage of elongation was not modified. On the other hand, potassium sorbate increase solubility (from 35.2% to 68.8%) and water vapor permeability (from 18.34 × 10-10 to 22.52 × 10-10 g m-1 s-1 Pa-1). Oxidized banana starch with cinnamon essential oil could be an alternative to elaborate films with potential as packaging material.

Study of the antibacterial activity of chitosan-based films prepared with different molecular weights including spices essential oils and functional extracts as antimicrobial agents

En este trabajo se evaluó el efecto de quitosano a diferentes pesos moleculares (alto, medio y bajo peso molecular) en la elaboración de películas antimicrobianas., incorporando aceites esenciales (AE) y extractos funcionales (EF), de comino (Cuminum cyminum L.), clavo (Eugenia caryophyllata) como agentes antimicrobianos. La actividad Antimicrobiana de los AE y EF se evaluó mediante la determinación de las concentraciones mínimas inhibitorias (CMI) y bactericidas (CMB) contra: Escherichia coli O157:H7 (ATCC 43888), Salmonella typhimurium (ATCC 14028), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus cereus (ATCC 11778) y Listeria monocytogenes. Los AE y EF seleccionados con base a los resultados microbiológicos, fueron incorporados en una matriz polimérica de quitosano a diferentes pesos moleculares, y la actividad antimicrobiana de las películas fue evaluada por la técnica de difusión en agar. Los resultados obtenidos indicaron que los AE y EF que presentaron las mejores CMIs frente a todas las bacterias fueron: comino a 750 mg/L, clavo a 500 mg/L, comino-E7 a 750 mg/L, clavo-E7 a 500 mg/L. Se encontró que películas plásticas de quitosano con cada uno de los diferentes pesos moleculares estudiados y los AE y EF seleccionados, requieren concentraciones mayores a 1000 mg/l de los AE y EF sobre las soluciones filmogénicas para inhibir el crecimiento bacteriano. Se determinó que las películas de quitosano a bajo peso molecular con una concentración de 2% de AE de clavo y clavo-E7 presentan actividad antimicrobiana sobre la mayoría de las cepas probadas.

In this work were evaluated the effect of different molecular weight of chitosan (high, medium and low molecular weight) in the elaboration of antimicrobial films incorporating essenlial oils (AE) and functional extracts (EF) of cumin (Cuminum cyminum L.) and clove (Eugenia caryophyllata) as antimicrobial agents. The Antimicrobial activity of AE and EF were evaluated by determination of Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) against Escherichia coli O157:H7 (ATCC 43888), Salmonella typhimurium, (ATCC 14028), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus cereus (ATCC 11778) and Listeria monocytogenes. Based on lde MIC/MBC results, essenSrals oils and functional extracts were selected to prepare edible films based on chitosan polymeric structure. The antibacterial effect of the edible films prepared was further evaluated by zone of growth inhibition against the same foodborne pathogens. Results showed that the AE and EF with best CMIs results were: cumin (750 mg/L), clove (500 mg/L), cumin-E7 (750 mg/L), and clove-E7 (500 mg/L). It was determined that the films of low molecular weight chitosan with a concentration of 2% of EO of clove and clove E7 have antimicrobial activity against most strains tested.

Study of acrylic terpolymeric hydrogels swelling in water and aqueous solutions containing lead (II) ions

Se prepararon hidrogeles terpoliméricos usando como monómeros el ácido acrílico, la acrilamida y el ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanosulfónico. Los hidrogeles se sintetizaron mediante polimerización en solución vía radicales libres, utilizando como par redox, soluciones acuosas de persulfato de potasio y de bisulfito de sodio. Como agente entrecruzante se uso el dimetacrilato de etilenglicol en proporciones de 1, 5 y 8% en peso. Se determino la capacidad de hinchamiento de los hidrogeles en agua y en soluciones acuosas con una concentración de 1000 mg L-1 de Pb+2 (a pH de 4.0y 5.0), son una fuerza iónica constante (I = 0.1 M).

Hydrogels were synthetized by radical polymerization using potassium persulfate and sodium bisulfiee as redox initiators, acrylic acid, acrylamide and 2-acrylamido-2-methyl propanesulfonic acid as the monomers, and ethylene glycol dimethacrylate as the crosslinksng agent. The swelling capacity of the hydrogels was determined in both water and aqueous solutions containing lead ions (1000 mg L-1 of Pb+2, at pH values of 4.0 and 5.0, constant ionic strength I= 0.1 M).

Real time monitoring for the degradation of organic compounds by heterogeneous photocatalytic processes with TiO₂: Review

En este trabajo, se discute el estado del arte del monitoreo en tiempo real de reacciones fotocatalíticas inducidas por TiO2 a nivel laboratorio para la degradación de compuestos orgánicos. Se destacan las características de los dispositivos experimentales para el acoplamiento entre los reactores fotocatalíticos heterogéneos y la instrumentación analítica, diseñados para el análisis en tiempo real del proceso así como las principales ventajas y/o limitaciones de las técnicas de detección usadas.

In this work is discussed the state of the art of real time monitoring for photocatalytic reactions induced by TiO2 at laboratory scalr, for the photocatalytic degradation of organic compounds. The characteristics of the experimental devices are highlighted, which are designed for coupling, the heterogeneous reactors with analytical instrumentation, just as the advantages and/or limitations of the detection techniques used.

Interaction of mesquite gum-chitosan at the interface and its influences on the stability of multiple emulsions W₁/O/W₂

En este trabajo se estudió el efecto de las interacciones entre la goma de mezquite (GM) y quitosano (Q) sobre las propiedades interfaciales de las películas adsorbidas en la interfase agua-aceite de Canola, y su influencia en las propiedades reológicas, estructurales y estabilidad de emulsiones aceite-en-agua (O/W) y agua-en-aceite-en-agua (W1/O/W2). Los resultados interfaciales mostraron la existencia de una interacción asociativa (del tipo electrostática) entre ambas macromoléculas a un pH 3.8, influenciada por la concentración relativa de los biopolímeros y características de la fase oleosa. La viscosidad aparente interfacial y las propiedades interfaciales de fluencia-capacitancia de las películas adsorbidas se incrementaron con la mezcla polimérica de composición 10%GM-0.4%Q. El complejo electrostático (10%GM-0.4%Q) proporcionó la menor tasa de coalescencia y las propiedades reológicas exhibieron un mayor carácter elástico con ligera dependencia respecto al tiempo de envejecimiento de la emulsión O/W, así como brindo una mayor estabilidad al sistema múltiple W1/O/W2.

In this work, the effect of interaction between mesquite gum (GM) and chitosan (Q) on the interfacial properties of adsorbed layer in the water-Canola oil interface, and their influence in the rheological properties, structure and stability of emulsions oil-in-water (O/W) and water-in-oil-in-water (W1/O/W2), were studied. The interfacial results showed that there is an associative (electrostatic) interaction between both macromolecules at the pH 3.8, influenced by she biopolymer concentration ratio and oil phase characteristic. The interfacial apparent viscosity and the interfacial creep-compliance properties of adsorbed layer were increases when using 10%GM-0.4%Q. The electrostatic complex (10%GM-0.4%Q) gave the minor coalescence kinetics and their rheological properties exhibited a mayor elastic character with litile dependence regarding the aging time of emulsion O/W, and provided greater stability for the multiple system W1/O/W2.

Some intrinsic and extrinsic factors of acetylated starches: morphological, physicochemical and structural characteristics

Degree substitution (DS), morphological characteristics, X-ray diffraction (XRD), pasting properties, thermal properties and amylopectin chain length distribution were used to study the effect of botanical source (potato starch, PS; and maize starch, MS) and reagent type (acetic anhydride and vinyl acetate) on starch acetyration. The reagent type produced a different effect depending on the botanical source: for MS, the reaction with acetic anhydride produced higher DS than PS, whereas that in the reaction with vinyl acetate resulted in an inverse pattern. In general, modified starches had a Maltase cross, except for PS when acetylated with acetic anhydride. Native PS had the highest crystallinity level and trie acetylated starches had a decreased amount of crystallinity (between 10% and 12 %) compared to the native starches. Acetylation produced a decrease in pasting temperature, and changes in the pasting characteristics were more evident wish higher DS. Structural changes in starch components due to the acetylation reaction produced a decrease in the temperature and enthalpy of gelatinization. In general, acetylated starches had minor retrogradation. Regardless of reagent used, acetylated MS had higher retrogradation than acetylated PS. Higher DS values resulted in greater amounts of short chains in both starches.

Se estudió el efecto de la fuente botánica (almidón de papa, PS; y almidón de maíz, MS) y el tipo de reactivo (anhídrico acetico y vinil acetato) sobre el grado de sustitución (DS), las características morfológicas, la difracción de rayos X (XRD), las propiedades de formación de pastas, las propiedades térmicas y la distribución de longitud de cadena de la amilopectina durante la acetilación del almidón. El tipo de reactivo produjo diferentes efectos en la fuente botánica: para el MS, la reacción con anhídrido acético produjo mayor DS que para PS, mientras que en la reacción con vinil acetato, los resultados fueron en un patrón inverso. En general, los almidones modificados presentan la cruz de malta, a excepción del PS acetilado con anhídrido acético. El almidón nativo de papa presentó el mayor nivel de cristalinidad, mientras que los acetilados mostraron una disminución de cristalinidad (10% -12%) comparados con los nativos. Acetilación produce una disminución de la temperatura de formación de pastas siendo estos cambios más evidentes con mayor DS. Los cambios estructurales en los componentes del almidón debido a la acetilación produjeron una disminución de la temperatura y entalpia de gelatinización. En general, los almidones acetilados tuvieron una menor retrogradaron. Independientemente de reactivo utilizado, el MS acetilado mostró mayor retrogradación que el PS. Los valores más altos de DS reflejaron una mayor cantidad de cadenas cortas en ambos almidones.

Thermosensitive nanostructured hydrogels synthesized by inverse microemulsion polymerization

En este trabajo se reporta la polimerización en microemulsión inversa (agua-en-aceite) de N-isopropilacrilamida (NIPA) a 25 ºC, mediante la cual se obtienen partículas nanométricas de este polímero dispersa en una matriz de PNIPA en un solo paso. La reacción se llevo a cabo primero por lotes y con el objeto de aumentar la relación polímero/tensoactivo se agregó en forma semi-continua más monómero. Lo novedoso de éste trabajo es que en lugar de obtenerse látex conteniendo nanogeles dispersos, se obtuvieron macrogeles nanoestructurados, los cuales absorben mayores cantidades de agua que un hidrogel convencional de poli(N-isopropilacrilamida) sintetizado en solución, con la ventaja de que el módulo de Young es mayor que el de los hidrogeles tradicionales aunque la temperatura de transición de volumen no cambia.

In this work the inverse (water-in-oil) microemulsion polymerization of N-isopropylacrylamide (NIPA) at 25 ° C is reported to produce PNIPA nanoparticles dispersed in PNIPA matrix in one step. Initially the reaction was carried out in batch mode and in order to increase the ratio polymer/surfactant, the reaction was continued by subsequent addition of monomer. The novelty of this work is that instead of latex containing dispersed nanogels, we obtained nanostructured macrogeles, which absorb more water than a conventional poly (N-isopropylacrylamide) hydrogel synthesized in solution with the advantage that Young's module is greater than that of traditional hydrogels although the volume transition temperature does not change.

Grey heat integration

One of the methodologies utilized for process design consists of the application of optimization techniques to identify the best design inside a set of alternatives. In spite of the efforts and advances, this approach is not broadly utilized in the industrial practice. One reason is that their implementation requires a good knowledge of the mathematical programming techniques. Therefore, it is important to develop procedures that can consider real situations, but on the other hand does not require complex mathematical methods. In this work the potential application of grey programming (GP) and grey-system theory to heat-exchanger network design is analyzed. GP is a simple technique to consider uncertainty. Complete methodologies are developed, which include the grey composite curve, trie hetermmation of the grey minimum utility consumption, and determination of grey number of exchangers units. The utilized techniques involve grey linear programming (GLP) and grey mixed-integer linear programming (GMILP).

Una de las metodologías utilizadas para el diseño de proceso consiste en la aplicación de técnicas de optimización para identificar el mejor diseño dentro de un conjunto de alternativas. A pesar de los esfuerzos y avances, este enfoque no es ampliamente utilizado en la práctica industrial. Una de las razones que limita su aplicación es la necesidad de conocimiento avanzado de las técnicas de programación matemática. Por lo tanto, es importante desarrollar procedimientos que puedan considerar situaciones reales, pero por otro lado no requieran de complejos métodos matemáticos. En este trabajo se analiza la posible aplicación de la programación gris (GP) y la teoría de sistemas grises para el diseño de redes de intercambio de calor. GP es una técnica sencilla para considerar la incertidumbre. Se desarrollan metodologías completas, que incluyen la curva compuesta gris, la determinación del consumo mínimo de servicios gris, y la determinación del número de unidades de intercambiadores de gris. Las técnicas utilizadas incluyen programación lineal gris (GLP) y programación lineal con mezcla de enteros gris (GMILP).

Sorghum as a multifunctional crop for bioethanol production in Mexico: Tecnologies, advances and improvement opportunities

Para el 2012 en México se proyecta sustituir 880 millones de litros de oxigenantes de gasolina por etanol. Esto representa la bioconversión de 2.2 o 16 millones de toneladas de maíz o caña de azúcar (10 y 33% de la producción nacional), cultivos más utilizados en el mundo para producir etanol. El uso de maíz en México resulta poco factible debido a restricciones sociales y legales, mientras que el alto precio de la caña de azúcar limita también su uso. El sorgo en cambio representa una buena opción por ser un cultivo resistente a sequía y condiciones agronómicas adversas. Es un cultivo multifacético ya que existen genotipos de sorgo granífero, dulce y de alta-biomasa que pueden ser biotransformados. La conversión del grano almidonoso con tecnologías similares a las del maíz permiten producir 360 a 400 L de bioetanol/ton. La conversión de sorgo dulce permiten obtener jugo y material lignocelulósico con excelentes rendimientos (8,000 L bioetanol/Ha/corte considerando una producción de 120 ton de sorgo dulce/Ha). Las nuevas variedades de sorgo de alta biomasa pueden ser convertidas en etanol con tecnologías de lignocelulosa y con un potencial productivo de hasta 14,800 L de bioetanol/Ha. Este cultivo, sin embargo, supone desafíos tecnológicos como desarrollo de maquinaria de molienda, modificación o ingeniería genética de cultivos y de microorganismos fermentadores, asi como métodos de pretratamiento de grano y bagazo. En esta revisión se describen tecnologías viables especialmente en el contexto mexicano para transformar sorgo granírero, dulce y su biomasa en etanol.

By year 2012, Mexico plans to substitute 880 million liters of gasoline oxygenase with ethanol. This represente the bioconversion of 2.2 or 16 million tons of maize and sugar cane (10 or 33% of the national production). maize and sugarcane are the most common crops utilized to produce ethanol worldwide. The use of maize in Mexico is not feasible due to social and legal restrictions whereas the high price of domestic sugar cane also limits its use. Instead, sorghum is a good option because is a drought resistant crop that yields under adverse agronomic conditions on rain fed areas. The main advantage of sorghum is that is a multifaceted crop because it has commercial grain, sweet and high biomass genotypes that can be efficiently bioconverted into ethanol. The conversion of the starchy sorghum grain with similar technologies employed for maize allows the production of 360 to 400 L/ton. Procetsing sweet sorghums into sweet juice and spent bagasse or ligno-cellulose have the potential to yield 8,000 L bioethanol/Ha. The new high biomass varieties can be transformed into bioethanol with ligno-cellulose technologies. These have the potential to yield up to 14,800 L/Ha. However, the sorghum crop still has to overcome technological challenges such as milling equipment, crop genetic engineering or modification, development of new fermenting microorganisms and pretreatment methods for grain and bagasse. This review describes viable technologies of transformation of grain, sweet and high biomass sorghums into ethanol especially considering the Mexican context.

Control of second order strictly proper unstable systems with time delay

This paper considers the stabilization and control of linear time invariant systems containing two unstable poles, a "stable" zero and time delay. It is well known that time delays complicate the stability analysis and the design of appropriate control strategies. For this reason, we propose a simple control strategy based on an observer system with the aim of stabilize this class of systems. Necessary and sufficient conditions are stated in order to guarantee trie stability of the closed loop system. Once the stability conditions are satisfied, only the plant model and four proportional gain s are enough in order to implement the proposed control strategy. Finally, some examples are presented in order to illustrate the proposed control strategy performance, showing some robustness when uncertainties are presented in thetime delay value.

El presente trabajo considera el problema de la estabilización y control de sistemas lineales e invariantes en el tiempo que contienen dos polos inestables, un cero "estable" y tiempo de retardo. Es conocido que los retardos complican el análisis de estabilidad de los sistemas así como el diseño de estrategias de control adecuadas. Por esta razón, se propone una sencilla estrategia de control basada en un sistema observador con la finalidad de estabilizar esta clase de sistemas. Se presentan condiciones necesarias y suficientes que garantizan la estabilidad del sistema en lazo cerrado. Una vez satisfechas dichas condiciones, sólo el modelo de la planta y cuatro ganancias proporcionales son necesarias para implementar la estrategia de control propuesta. Finalmente, se presentan algunos ejemplos con la finalidad de ilustrar el desempeño de la estrategia de control propuesta, mostrando cierta robustez cuando se presenta incertidumbre en la dimensión del tiempo de retardo.

Vapor pressures and vapor-liquid equilibrium of propyl acetate + methanol or + 1-propanol at 0.15MPa: Binary systems

Las presiones de vapor de metanol y 1-propanol en el intervalo de 0 a 1.6 MPa así como los datos del ELV para los sistemas binarios acetato de propilo + metanol y acetato de propilo + 1-propanol a 0.15 MPa han sido obtenidos. Los datos experimentales del ELV se verificaron con el test punto a punto de Van Ness. Diferentes modelos termodinámicos fueron utilizados para correlacionar la función G E/RT, obteniéndose valores inferiores a 0.03 para la desviación estándar. Ambos sistemas forman azeótropo a 0.15 MPa. Los modelos de predicción por contribución de grupos ASOG y diferentes versiones de UNIFAC han sido utilizados.

Vapor pressures of methanol and 1 -propanol from 0 to 1.6 MPa range and VLE data tor the binary systems of propyl acetate + methanol and propyl acetate + 1-propanol at 0.15 MPa have been determined. The experimental VLE data were verified with the point-to-point test of van Ness. Several thermodynamic models were used to correlate G E/RT function and the results of correlations showed values below 0.03 for the standard deviations. These systems have azeotropic point at 0.15 MPa. The different versions of UNIFAC and ASOG prediction models were applied.