Preliminary Studies of Eichhornia Crassipes Dry Biomass for Lead and Chromium Removal from Waters

RESUMEN: La Eichornia crassipes también conocida como jacinto acuático o buchón de agua, es una planta común en las fuentes de agua potable. Debido a su reproducción desmedida ha llegado a causar serios problemas en embalses y ríos porque genera eutroficación afectando la supervivencia de otras especies acuáticas y la navegación. Sin embargo se ha encontrado que esta planta puede ser también benéfica pues se ha utilizado en procesos de fitorremediación por su carácter altamente hidrofílico que la convierte en un buen adsorbente. Además su biomasa seca puede utilizarse en productos artesanales o para la generación de biocombustibles. En esta investigación se estudia la planta seca y triturada como material adsorbente de metales pesados en aguas residuales, específicamente de plomo y cromo. Se encontró que este material es un adsorbente eficaz de metales pesados dado que pudo adsorber plomo y cromo de soluciones. Se concluye que la biomasa de la E. crassipes puede ser usada eficientemente como material adsorbente para descontaminación de aguas residuales.ABSTRACT: Eichhornia crassipes, also known as water hyacinth, is a common aquatic plant in water basins. It is often considered as highly problematic invasive species due to its uncontrolled proliferation, which causes eutrophication, threaten of other aquatic species and navigation problems. Nevertheless, it has been found that this plant can also be beneficial, being used in processes as phytoremediation, due to its hydrophilicity which makes a good adsorbent. Its dry biomass can also be used for artisan products or for biocombustibles. In this research we used the grinded and dry biomass from the plant as an adsorbent for Pb and Cr in waste water. It was found that this material is a highly efficient adsorbent. It is concluded that dry E. crassipes could be efficiently used for waste water decontamination

Preparación de soportes de quitosano - gelatina para su aplicación en la ingeniería de tejidos

RESUMEN: El quitosano y la gelatina son biopolímeros promisorios para la elaboración de soportes celulares, debido a sus propiedades de biocompatibilidad, biodegradabilidad y su semejanza con la matriz extracelular de los tejidos de la piel, cartílago y hueso. En el presente estudio se prepararon soportes de quitosano y gelatina mediante liofilización para su uso en ingeniería de tejidos. Estos soportes se reticularon con 2,5-dimetoxi-2,5-dihidrofurano (DHF) usando las siguientes proporciones de gelatina: 0, 25, 50 y 100% (p/p), con el fin de estudiar comparativamente sus propiedades y a su vez compararlos con soportes no reticulados. Su morfología y porosidad fueron estudiadas por microscopía electrónica de barrido (SEM) y mediante ensayos de compresión se estudiaron las propiedades mecánicas. Se encontró que el módulo elástico aumentó con la concentración de DHF y también con el incremento de la concentración de gelatina. La técnica de liofilización permitió un buen control de la morfología de los soportes y se obtuvo una porosidad entre 40 y 160m, presentando un sistema de poros interconectados.ABSTRACT: Chitosan and gelatin are both promising biomaterials for tissue scaffolds manufacturing. They exhibit properties such as biocompatibility, biodegradability and chemical resemblance to the extracellular matrix of tissues of skin, cartilages and bones. For this research, scaffolds for cells support were prepared using chitosan and gelatin by the freeze drying technique. These scaffolds were both selfcrosslinked and chemically crosslinked with 2,5-dimethoxy-2,5-dihydrofurane (DHF). Gelatin was used in four proportions: 0, 25, 50 and 100% (w/w), in order to comparatively understand its influence on the scaffolds final properties. Porosity and orphology were studied by scanning electron microscopy (SEM) and mechanical properties were studied by means of compression tests. We found out that the elastic modulus increased along with DHF concentration and with the gelatin concentration. Freeze-drying allowed controlling the morphology, and scaffolds showed interconnected porosity with sizes ranging between 40 and 160 m

Stiffness of chitosan in solution through intrinsic viscosity measurements

ABSTRACT: Chitosan is the partially deacetylated derivative from chitin. It is very significant to understand the behavior of chitosan as a polyelectrolyte, since most of chitosan final applications are related with its aqueous solutions. In this research, hydrodynamic parameters are studied for samples of chitosan with different degree of acetylation (DA) and molecular weight, to gain insight into the behavior of this polymer at different concentrations and ionic strengths (I). To achieve this, chitosan with an initial molecular weight of 226 kD and 30% DA, was depolymerized and deacetylated to obtain different molecular weights and DA. Relative viscosities were measured by rotational rheometry to caculate the overlap concentration (C*) and the entanglement concentration (Ce). These two concentrations allowed us to establish the dilute and concentrated solution regimes. Intrinsic viscosity ([η]) was measured for each sample in acetic acid 0,3 M solution using four levels of I. These measurements were used to calculate the salt tolerance factor (S) and the stiffness parameter (B). [η] measurements were also used to estimate Mark-Howink-Kuhn-Sakurada a factor, and statistical parameters such as the persistence length, the Kuhn length and the radius of gyration. These results provide an approximation to the conformation and stiffness of chitosan chains. It was found that variations in DA do not cause conformational changes, but modifications of molecular weight can dramatically transform the stiffness of the chain. These results will be used for optimizing the preparation of biocompatible membranes.RESUMEN: El presente estudio se ha orientado hacia el desarrollo de un proceso de inmovilización de células de levaduras en residuos de materiales lignocelulosicos y a su evaluación en la producción de etanol mediante el uso de biorreactores de lecho empacado. Se evaluaron cuatro diferentes residuos de materiales lignocelulosicos: viruta de madera, bagazo de caña, tusa y capacho de maíz. La caracterización realizada permitió establecer las diferencias estructurales microscópicas que presentan los cuatro materiales, al igual que las diferencias en composición de lignina, celulosa, hemicelulosa y cenizas. Se desarrolló un protocolo para el acondicionamiento de los materiales y una metodología de cuantificación de biomasa inmovilizada. Se realizó un diseño experimental para determinar el efecto del tamaño de los materiales lignocelulósicos en la inmovilización celular y para establecer el efecto del caudal empleado en el proceso de inmovilización en los biorreactores de lecho empacado. Bajo las condiciones experimentales establecidas se determinó el tamaño y caudal que mejor estabilidad operacional proporcionaron a la fermentación en el biorreactor de lecho empacado. Como resultado del estudio se obtuvo que el material en el que se inmovilizó mayor cantidad de células de levadura fue el bagazo de caña, se obtuvo un valor de biomasa seca inmovilizada de 0,04657 gX/gS (gramos de biomasa por gramos de material lignocelulósico empleado). Esta cantidad de biomasa inmovilizada es significativa comparada con los valores reportados por otros autores. Como resultado del diseño experimental de la influencia del caudal y el tamaño del soporte en la inmovilización se pudo establecer que no existe diferencia estadística significativa en el rango de valores empleados en la experimentación (tamaño de 3,4, 6,7 y 10 mm y caudal de 0,36, 1,6 y 3,33 ml/s), así que las mejores condiciones para la inmovilización celular pudieron ser establecidas teniendo en cuenta las condiciones operacionales y estabilidad del sistema, el tamaño de soporte empleado fue de 3,4 mm y el caudal de 0,36 ml/s. En las fermentaciones realizadas en los biorreactores de lecho empacado con el biocatalizador (soporte + levaduras), se logró obtener un aumento en la cantidad de células inmovilizadas hasta un valor de 0,1444 ± 0,0061 gramos de biomasa inmovilizada después de 12 horas de fermentación. La producción de etanol empleando estos biocatalizadores alcanzó un valor de 20 g/L en 12 horas de fermentación por lote, es decir, una productividad volumétrica de 1,67 g/Lh. Los resultados obtenidos han permitido establecer el potencial de la implementación de la producción de etanol mediante fermentaciones en continuo con células inmovilizadas en residuos de materiales lignocelulosicos

Obtención y caracterización de soportes de alcohol polivinílico y quitosano para cultivo celular

ABSTRACT: Tissue engineering seeks for the possibility of the human body to regenerate itself by the creation of an artificial environment appropriate for cells. One of the approaches has been the development of scaffolds will allow the cells to grow and proliferate. In this research PVAchitosan scaffolds were developed using gas foaming/particulate leaching technique. Mechanical compression tests, scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FTIR) and a preliminary cell culture with Chinese hamster ovary cell line (CHO) was performed. Cell adhesion was evaluated by Giemsa stain. PVA-chitosan scaffolds showed mechanical and structural stability and an adequate porosity and interconnectivity. Pore sizes were larger than 10μm. Finally, Giemsa results for the preliminary cell culture revealed cells adhesion within the scaffold.RESUMEN: La ingeniería de tejidos busca reemplazar o crear un ambiente propicio para que los tejidos del cuerpo humano puedan regenerarse. Una de las soluciones planteadas para lograr este objetivo es la creación de soportes o matrices para facilitar el crecimiento y proliferación celular. En el presente trabajo se desarrollaron matrices para cultivo celular a partir de alcohol polivinílico (PVA) y quitosano mediante la técnica de espumado/lixiviado. Se realizaron pruebas mecánicas, espectroscopia infrarroja (FTIR), microscopia electrónica de barrido (SEM) y finalmente, se efectuó un cultivo preliminar con células de hámster chino (CHO) donde se evaluó la adhesión celular por medio de la tinción Giemsa. Las microscopías exhibieron alta porosidad e interconectada con un tamaño de poro mayor a 10μm. Las matrices de PVA y quitosano obtenidas son estables mecánica y estructuralmente. Adicionalmente, los resultados de la tinción Giemsa en el cultivo preliminar revelaron células adheridas y embebidas en la matriz

Degradación hidrolítica del polietilen-tereftalato (Pet)

RESUMEN: El uso masivo del polietilen-tereftalato (PET) genera gran cantidad de residuos sólidos; es por ello que se han propuesto diversas maneras para su reciclaje. En el presente trabajo se estudió la degradación hidrolítica de PET reciclado en medio básico, como investigación del curso de Materiales Poliméricos de Ingeniería de Materiales. Se degradó PET de botella fragmentado, en hidróxido de sodio etanólico 2 M a 80°C por dos horas. Se cuantificó el porcentaje de degradación por gravimetría y los subproductos obtenidos fueron identificados por espectroscopía infrarroja (FTIR). Se alcanzó un porcentaje de degradación entre 84 y 90%, para tres tamaños de partícula utilizados, de lo cual se concluye que no es necesario fragmentar muy finamente el material de partida. Como subproducto de la hidrólisis se obtuvo uno de los monómeros de partida. Los resultados obtenidos permiten concluir la viabilidad del método implementado, el cual emplea condiciones menos drásticas que las reportadas en la literatura.ABSTRACT: The extended use of Polyethylene Terephthalate (PET) has generated large amounts of solid waste. To overcome this problem several methods for PET recycling have been proposed. In this work we carried out the alkaline hydrolysis of recycled PET, as a research during the course of Polymeric Materials. The method consists in grinding PET from discarded bottles followed by a two hours hydrolysis in ethanolic 2M sodium hydroxide at 80° C. The degradation percentage was quantified gravimetrically and the by-products obtained were characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and one of them was identified as the initial monomers. The method yielded a degradation percentage between 82 and 90, for the three particle sizes that were studied. This results lead us to conclude that it is not necessary to finely grind the PET to perform the degradation process. These results showed the feasibility of the proposed method, using milder conditions than those found in literature