Comparación del transporte y biodegradación de hexano entre bacterias y hongos con diferentes configuraciones de reactores

El tratamiento de contaminantes hidrofóbicos en biofiltros es a menudo limitado por la transferencia de masa de la fase gas a la fase acuosa donde comúnmente se encuentran los microorganismos. En este trabajo se estudió el transporte y la degradación de hexano como contaminante hidrofóbico modelo, en reactores de lecho fijo y tanque agitado de una y dos fases mediante el uso de bacterias y hongos. Los experimentos de degradación de hexano se llevaron a cabo en reactores de lecho fijo de 2.5 L empacados con Perlita y alimentados con cargas de hexano de 140 g.m-3 reactor.h-1. Los experimentos E1 y E2 partieron de un consorcio mixto que trataba gasolina sintética previamente aclimatado con hexano a pH 7 y pH 4, respectivamente. Mediante el control del pH y adición de antibacteriales se favoreció el predominio de poblaciones bacterianas (E1) y fúngicas (E2). Las Capacidades de Eliminación (CE) obtenidas con los biofiltros E1 y E2 fueron alrededor de 60 y 100 g.m-3 reactor.h-1, respectivamente. La máxima CE obtenida con el biofiltro E2 alcanzó valores de 150 g.m3 reactor.h-1, este valor es mayor que los que hasta el momento se han reportado con sistemas bacterianos. La adición de inhibidores bacterianos al reactor E2 no tuvo un efecto significativo (10%) sobre la CE del biofiltro, indicando el predominio de la actividad fúngica. La biomasa en el biofiltro fúngico fue de 187 mg.g-1 perlita seca, sin caídas de presión importantes (26.5 mm de H2O.m-1 reactor). Se aislaron dos cepas fúngicas del reactor E2 identificados como Cladosporium sp. y Fusarium solani. Experimentos preliminares en columnas (0.230 L), mostraron CE de hexano de 40 g.m-3 reactor.h-1 para Cladosporium sp. y 45 g.m-3 reactor.h-1 para Fusarium solani. El contenido de biomasa de estos experimentos fue de 30 mg.g-1 perlita seca, demostrando el potencial de estos hongos para la degradación de hexano. Fusarium solani fue seleccionado para llevar a cabo la biofiltración de hexano y pentano (E3), los datos experimentales de caída de concentración a lo largo del reactor sirvieron para ajustar el modelo matemático del biofiltro. El sistema E3 sostuvo CE de 90 g.m-3 reactor.h-1 en estado estable por más de 50 días con un máximo de 135 g.m-3 reactor.h-1. Experimentos en lote de muestras del biofiltro en diferentes días de operación, mostraron limitaciones de transporte de masa y el predominio fúngico. Se midieron las velocidades específicas de consumo en experimentos en lote en medio líquido de muestras de los biofiltros (E1, E2 y E3). Las velocidades específicas de consumo obtenidas en medio líquido fueron alrededor de 3 veces menores que las obtenidas en medio sólido (biofiltros). Estas pruebas indicaron que la presencia de una fase líquida limita el transporte de contaminantes hidrofóbicos a los microorganismos. Para los experimentos de dos fases, se seleccionó aceite de silicona debido a que no fue tóxico, ni biodegradado por F. solani, además de su alta afinidad por hexano. Los experimentos de dos fases se llevaron a cabo en un reactor de tanque agitado (RTA) y en un biofiltro. La CE máxima en función del tiempo de residencia del gas (CEgas) fue de 900 g.m-3 gas.h-1 en el RTA y en el reactor control (sin aceite de silicona) de 376 g.m-3 gas.h-1. La adición de 5% de aceite de silicona a un biofiltro fúngico (E4) mejoró la CE de 150 g.m-3 gas.h-1 (E2 y E3) a 277 g.m-3 gas.h-1 (ER 100%) con máximas de 554 g.m-3 gas.h-1. Los resultados confirmaron que el uso de poblaciones fúngicas presenta ventajas sobre las bacterias para la degradación de contaminantes hidrofóbicos. La adición de aceite de silicona al biofiltro y RTA incrementó el transporte de masa de hexano a los microorganismos y así las velocidades de consumo. Se midió el coeficiente de partición de hexano en muestras de los biofiltros (E1, E2 y E3) y la porosidad del lecho. Los resultados indicaron que el transporte de hexano a los microorganismos es dependiente del tipo de biopelícula (bacteriana, mixta y fúngica). Los valores del coeficiente de partición mostraron que el transporte de hexano a una biopelícula fúngica es 10 veces mayor que a una biopelícula bacteriana y 100 veces mayor que el transporte de hexano en agua. Se calculó la permeabilidad del lecho y la difusividad efectiva de hexano en las biopelículas, estos parámetros disminuyeron conforme aumentó el contenido de biomasa en los reactores. Lo cual indicó que el control del contenido de biomasa en un biofiltro es un parámetro de operación importante. Se plantea el uso de un modelo matemático basado en el modelo de Ottengraf y van den Oever (1986) para describir el perfil de concentración de hexano en el biofiltro. El modelo incluyó parámetros medidos experimentalmente: área superficial, espesor de biopelícula, difusividad efectiva y coeficiente de partición para el caso del biofiltro fúngico (E3). Los modelos que mejor ajustaron los datos experimentales fueron el de cinética de orden cero y de primer orden limitados por reacción con un error menor al 11%

Proyecto de diseño y desarrollo de procesos para una empresa de investigación de mercado

In today’s changing markets, information is of upmost importance because it allows us to foresee, assume and understand the behavior rand reactions of consumers, rivals and suppliers. This information is obtained through a series of methods and procedures that are known as market research, but these procedures are not always structured and fulfilled in the best possible way resulting in ambiguous and incomplete information. This project will focus in the design and development of the necessary procedures to carry out market research in a correct and accurate way, differentiating the type of research according to each necessity, carrying out appropriate controls in order to assure the correct development of the research. Having structured guidelines and well defined procedures will help the market research to be successful by giving reliable and accurate results. It is also important to have the right hierarchical structure because this would help to define the chain of command and controls for each step of the procedure of the research, according to the area and department of the company

Biological hydrogen production: trends and perspectives

"Biologically produced hydrogen (biohydrogen) is a valuable gas that is seen as a future energy carrier, since its utilization via combustion or fuel cells produces pure water. Heterotrophic fermentations for biohydrogen production are driven by a wide variety of microorganisms such as strict anaerobes, facultative anaerobes and aerobes kept under anoxic conditions. Substrates such as simple sugars, starch, cellulose, as well as diverse organic waste materials can be used for biohydrogen production. Various bioreactor types have been used and operated under batch and continuous conditions; substantial increases in hydrogen yields have been achieved through optimum design of the bioreactor and fermentation conditions. This review explores the research work carried out in fermentative hydrogen production using organic compounds as substrates. The review also presents the state of the art in novel molecular strategies to improve the hydrogen production.

Effect of the cutting date and the use of additives on the chemical composition and fermentative quality of sunflower silage

El objetivo fue evaluar fechas de corte y del uso de aditivos sobre la calidad del ensilado de la planta entera de girasol. La variedad forrajera (Rumbosol-91) se cosechó en las semanas 1, 3 y 5 post-floración (F1, F2 y F3, respectivamente) y tratada con los siguientes aditivos: 1) 1.5 × 105 ufc de inoculante g-1 de forraje, a base de bacterias lácticas homofermentativas Enterococcus faecium, Pediococcus pentosaceus y Lactobacillus plantarum (INOC), 2) 3 ml kg-1 de forraje de una solución al 85% de ácido fórmico (FORM) y 3) sin aditivo (Testigo); siguiendo un diseño factorial 3x3 con cinco repeticiones. La producción de efluente y las pérdidas totales de materia seca (MS) se redujeron, desde 282 y 134 g kg-1 en F+1 hasta 96 y 87 g kg-1 en F+5 como resultado del alto contenido de humedad del forraje próxima a la floración. El análisis NIRS de las muestras de ensilaje mostró que los contenidos de proteína, fibra y digestibilidad descendían significativamente con la madurez de la planta; la rápida acumulación de aceite en la MS hizo que la concentración energética fuese superior en el estado fenológico más avanzado. La calidad fermentativa de los ensilajes fue satisfactoria, independientemente del momento de corte y del uso de aditivo. Se concluye que es preferible el corte de la planta a las cinco semanas post-floración, donde se espera una fermentación aceptable sin necesidad de conservantes.The aim of this study was to evaluate cutting dates and the use of additives on the silage quality of the entire sunflower plant. The forage variety (Rumbosol-91) was harvested in weeks 1, 3 and 5 post-flowering (F1, F2 and F3, respectively) and treated with the following additives: 1) 1.5 × 105 cfu of g-1 forage inoculant, based on homofermentative lactic acid bacteria Enterococcus faecium, Pediococcus pentosaceus and Lactobacillus plantarum (INOC), 2) 3 ml kg-1 forage of an 85% formic acid solution (FORM) and 3) without additive (Control); following a 3x3 factorial design with five replications. Effluent production and total dry matter (DM  losses decreased,  from 282 and 134 g kg-1 on D + 1  to 96 and 87 g kg-1 on D + 5 as a result of the high moisture content of the forage close to flowering. NIRS analysis of the silage samples showed that the protein, fiber and digestibility contents decreased significantly with the maturity of the plant; the rapid accumulation of oil in the DM made the energy concentration higher in the most advanced phenological state. The fermentative quality of the silages was satisfactory, regardless of the cutting moment and the use of additive. It is concluded that the cutting moment of the plant is better at five weeks post-flowering, when an acceptable fermentation is expected without the need to use preservatives

Autotrophic denitrification of nitrate rich wastewater in fluidized bed reactors using pyrite and elemental sulfur as electron donors

This study compared denitrification performances and microbial communities in fluidized bed reactors (FBRs) carrying out autotrophic denitrification using elemental sulfur (S0) and pyrite (FeS2) as electron donors. The reactors were operated for 220 days with nitrate loading rates varying between 23 and 200 mg N-NO 3 − /L ⋅ d and HRT between 48 and 4 h. The highest denitrification rates achieved were 142.2 and 184.4 mg N-NO 3 − /L ⋅ d in pyrite and sulfur FBRs, respectively. Pyrite-driven denitrification produced less SO 4 2 − and no buffer addition was needed to regulate the pH. The sulfur FBR needed instead CaCO3 to maintain the pH neutral and consequentially more sludge was produced (CaSO4 precipitation). The active community of pyrite-based systems was investigated and Azospira sp., Ferruginibacter sp., Rhodococcus sp. and Pseudomonas sp. were the predominant genera, while Thiobacillus sp. and Sulfurovum sp. dominated the active community in the sulfur FBR. However, Thiobacillus sp. became more dominant when operating at elevated nitrogen loading rate. Patterns of diversity and microbial community assembly were assessed and revealed three distinct stages of microbial community succession which corresponded with the operation of a period of high influent nitrate concentration (13 5 mg N-NO 3 − /L). It is proposed that a high degree of functional redundancy in the initial microbial communities may have helped both reactors to respond better to such high influent nitrate concentration

MiDAS 4: A global catalogue of full-length 16S rRNA gene sequences and taxonomy for studies of bacterial communities in wastewater treatment plants

Microbial communities are responsible for biological wastewater treatment, but our knowledge of their diversity and function is still poor. Here, we sequence more than 5 million high-quality, full-length 16S rRNA gene sequences from 740 wastewater treatment plants (WWTPs) across the world and use the sequences to construct the ‘MiDAS 4’ database. MiDAS 4 is an amplicon sequence variant resolved, full-length 16S rRNA gene reference database with a comprehensive taxonomy from domain to species level for all sequences. We use an independent dataset (269 WWTPs) to show that MiDAS 4, compared to commonly used universal reference databases, provides a better coverage for WWTP bacteria and an improved rate of genus and species level classification. Taking advantage of MiDAS 4, we carry out an amplicon-based, global-scale microbial community profiling of activated sludge plants using two common sets of primers targeting regions of the 16S rRNA gene, revealing how environmental conditions and biogeography shape the activated sludge microbiota. We also identify core and conditionally rare or abundant taxa, encompassing 966 genera and 1530 species that represent approximately 80% and 50% of the accumulated read abundance, respectively. Finally, we show that for well-studied functional guilds, such as nitrifiers or polyphosphate-accumulating organisms, the same genera are prevalent worldwide, with only a few abundant species in each genus.Fil: Dueholm, Morten Kam Dahl. Aalborg University; DinamarcaFil: Nierychlo, Marta. Aalborg University; DinamarcaFil: Andersen, Kasper Skytte. Aalborg University; DinamarcaFil: Rudkjøbing, Vibeke. Aalborg University; DinamarcaFil: Knutsson, Simon. Aalborg University; DinamarcaFil: Arriaga, Sonia. Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica; MéxicoFil: Bakke, Rune. University College of Southeast Norway; NoruegaFil: Boon, Nico. University of Ghent; BélgicaFil: Bux, Faizal. Durban University of Technology; SudáfricaFil: Christensson, Magnus. Veolia Water Technologies Ab; SueciaFil: Chua, Adeline Seak May. University Malaya; MalasiaFil: Curtis, Thomas P.. University of Newcastle; Reino UnidoFil: Cytryn, Eddie. Agricultural Research Organization Of Israel; IsraelFil: Erijman, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Etchebehere, Claudia. Instituto de Investigaciones Biológicas "Clemente Estable"; UruguayFil: Fatta Kassinos, Despo. University of Cyprus; ChipreFil: Frigon, Dominic. McGill University; CanadáFil: Garcia Chaves, Maria Carolina. Universidad de Antioquia; ColombiaFil: Gu, April Z.. Cornell University; Estados UnidosFil: Horn, Harald. Karlsruher Institut Für Technologie; AlemaniaFil: Jenkins, David. David Jenkins & Associates Inc; Estados UnidosFil: Kreuzinger, Norbert. Tu Wien; AustriaFil: Kumari, Sheena. Durban University of Technology; SudáfricaFil: Lanham, Ana. University of Bath; Reino UnidoFil: Law, Yingyu. Singapore Centre For Environmental Life Sciences Engineering; SingapurFil: Leiknes, TorOve. King Abdullah University of Science and Technology; Arabia SauditaFil: Morgenroth, Eberhard. Eth Zürich; SuizaFil: Muszyński, Adam. Politechnika Warszawska; PoloniaFil: Petrovski, Steve. La Trobe University; AustraliaFil: Pijuan, Maite. Catalan Institute For Water Research; EspañaFil: Pillai, Suraj Babu. Va Tech Wabag Ltd; IndiaFil: Reis, Maria A. M.. Universidade Nova de Lisboa; PortugalFil: Rong, Qi. Chinese Academy of Sciences; ChinaFil: Rossetti, Simona. Istituto Di Ricerca Sulle Acque (irsa) ; Consiglio Nazionale Delle Ricerche;Fil: Seviour, Robert. La Trobe University; AustraliaFil: Tooker, Nick. University of Massachussets; Estados UnidosFil: Vainio, Pirjo. Espoo R&D Center; FinlandiaFil: van Loosdrecht, Mark. Delft University of Technology; Países BajosFil: Vikraman, R.. VA Tech Wabag, Philippines Inc; FilipinasFil: Wanner, Jiří. University of Chemistry And Technology; República ChecaFil: Weissbrodt, David. Delft University of Technology; Países BajosFil: Wen, Xianghua. Tsinghua University; ChinaFil: Zhang, Tong. The University of Hong Kong; Hong KongFil: Nielsen, Per H.. Aalborg University; DinamarcaFil: Albertsen, Mads. Aalborg University; DinamarcaFil: Nielsen, Per Halkjær. Aalborg University; Dinamarc

Salmonella Typhi Porins OmpC and OmpF Are Potent Adjuvants for T-Dependent and T-Independent Antigens

Several microbial components, such as bacterial DNA and flagellin, have been used as experimental vaccine adjuvants because of their inherent capacity to efficiently activate innate immune responses. Likewise, our previous work has shown that the major Salmonella Typhi (S. Typhi) outer membrane proteins OmpC and OmpF (porins) are highly immunogenic protective antigens that efficiently stimulate innate and adaptive immune responses in the absence of exogenous adjuvants. Moreover, S. Typhi porins induce the expression of costimulatory molecules on antigen-presenting cells through toll-like receptor canonical signaling pathways. However, the potential of major S. Typhi porins to be used as vaccine adjuvants remains unknown. Here, we evaluated the adjuvant properties of S. Typhi porins against a range of experimental and clinically relevant antigens. Co-immunization of S. Typhi porins with ovalbumin (OVA), an otherwise poorly immunogenic antigen, enhanced anti-OVA IgG titers, antibody class switching, and affinity maturation. This adjuvant effect was dependent on CD4+ T-cell cooperation and was associated with an increase in IFN-γ, IL-17A, and IL-2 production by OVA-specific CD4+ T cells. Furthermore, co-immunization of S. Typhi porins with an inactivated H1N1 2009 pandemic influenza virus experimental vaccine elicited higher hemagglutinating anti-influenza IgG titers, antibody class switching, and affinity maturation. Unexpectedly, co-administration of S. Typhi porins with purified, unconjugated Vi capsular polysaccharide vaccine (Vi CPS)—a T-independent antigen—induced higher IgG antibody titers and class switching. Together, our results suggest that S. Typhi porins OmpC and OmpF are versatile vaccine adjuvants, which could be used to enhance T-cell immune responses toward a Th1/Th17 profile, while improving antibody responses to otherwise poorly immunogenic T-dependent and T-independent antigens

Diseño para el desarrollo sustentable y la habitabilidad segura e incluyente

Este libro se divide en dos partes que permiten permear en el campo de la enseñanza del diseño; la primera se enfoca en temáticas que se desprenden del diseño en la educación para la sustentabilidad; en la segunda, se identifican las tendencias del diseño como un modo de verlo y sentirlo: va desde el diseño emocional hacia uno de conservación, reúso y reparación de objetos para reducir el consumo de recursos materiales