Simulation of the enzymatic clarification process of glucose syrups produced by cellulases from agro-industrial waste

ilustraciones, diagramasEn general, esta investigación busca modelar y simular el proceso de clarificación enzimática con pectinasas y mejorar los procesos de clarificación tradicionales utilizados en los jarabes glucosados producidos a partir de residuos agroindustriales, permitiendo mejorar los jarabes producidos por el grupo de Investigación Bioprocesos y Flujos Reactivos de la Universidad Nacional de Colombia (BIOFRUN). Los jarabes glucosados son soluciones ricas principalmente en glucosa, producidas por la hidrólisis ácida o enzimática del almidón, celulosa de residuos agroindustriales y/u otros materiales. A través de los pretratamientos y la hidrólisis, no solo se libera la glucosa, también quedan en la solución restos de las células vegetales, proteínas, grasas, aceites, pectinas y otros compuestos disueltos y suspendidos que le dan una apariencia turbia y opaca a los jarabes producidos. Dependiendo de los usos de estos jarabes, estos necesitan ser tratados con métodos de clarificación que remuevan o degraden estos compuestos contaminantes del jarabe. Estos métodos presentan algunos inconvenientes, la decantación y la centrifugación, a pesar de ser simples, presentan pérdidas considerables de jarabe (40 - 50%), la adsorción con carbón activado, a pesar de presentar la mejor eliminación del color, tiene el inconveniente de adsorber los azúcares del jarabe (alrededor del 14%), y la floculación mejora los procesos de clarificación, pero no puede actuar por sí sola, por lo que se ha buscado otros métodos para realizar este proceso. En los jarabes producidos a partir de residuos agroindustriales hay presencia de un residuo de particular interés, la pectina, un polisacárido complejo de alto peso molecular, que tiene la capacidad de formar geles cuando las largas cadenas de una molécula interactúa con las de otra, atrapando otras sustancias disueltas y sólidas, dando una apariencia turbia a las soluciones en las que está presente. Otros productos donde la pectina también está presente son los jugos y vinos producidos a partir de frutas. Por esta razón, para su clarificación son usadas enzimas pectídicas, que modifican y degradan la pectina, obteniendo un producto más claro y menos turbio. Este uso de las enzimas pectídicas se aplicó en este trabajo en jarabes glucosados con el fin de degradar la pectina presente en estos y obtener un aumento de su claridad. Esta investigación tuvo como propósito la evaluación de enzimas pectídicas aplicadas al momento de realizar la clarificación de jarabes glucosados producidos a partir de residuos de carácter lignocelulósico, encontrando las mejores condiciones para realizar dicho proceso y modelarlo usando datos de la investigación. La primera parte de este trabajo comienza con una recopilación bibliográfica de los temas relacionados con este proceso, empezando con la historia de los jarabes glucosados, las materias primas de las que se obtienen, sus métodos de producción y clarificación, que es la pectina y las enzimas pectídicas, estudios previos para la clarificación de jugos y jarabes, y el modelamiento. La segunda parte de esta investigación corresponde al proceso de clarificación enzimática, que inicia con la caracterización de la materia prima utilizada para la producción del jarabe y las enzimas usadas para la clarificación, encontrando propiedades como la composición química de la materia prima, los parámetros cinéticos y la actividad de la enzima. Con estos datos se procede a preparar el jarabe y realizar los ensayos de clarificación, variando la concentración de enzima y la agitación para encontrar la combinación de parámetros que obtienen la mejor clarificación, y finalmente seguir el proceso de clarificación de los jarabes a lo largo del tiempo. La última etapa de este estudio es utilizar los datos de clarificación contra tiempo y parámetros cinéticos obtenidos en la etapa anterior, para combinarlos con otra información de la literatura y así llegar al planteamiento de un modelo dinámico con base fenomenológica que sea capaz de simular como se degrada la pectina en oligosacáridos de ácido poligalacturónico, hasta llegar a la formación de ácido galacturónico, y vincular esta degradación con la clarificación del jarabe. Adicionalmente, se buscó la optimización de los parámetros del modelo, comparando los datos simulados con los experimentales, encontrando la combinación de parámetros que reduzca sus diferencias por medio de programas matemáticos. (Texto tomado de la fuente)In general, this study tries to simulate the clarification process with pectolytic enzymes and enhance the traditional clarification methods used in glycosidic syrups produced from agroindustrial wastes, to improve the syrups produced by the research group Bioprocess and Reactive Flows of the National University of Colombia (BIOFRUN). Glucose syrups are solutions mainly composed of glucose, produced by the acid or enzymatic hydrolysis of starch, cellulose from agro-industrial residues or other materials. Through the pretreatments and hydrolysis, not only glucose is liberated, other remnants like pieces of vegetable cells, proteins, fats, oils, pectin and other dissolved and suspended residues are produced, that gives the syrup a hazy and dark appearance. Depending on the use of the syrups, needing to be treated with clarification methods that remove or degrade these contaminants from the syrup. These methods have disadvantages, while the decantation and the centrifugation process are simple, a considerable quantity of syrup is lost (40 - 50%), the adsorption with activated charcoal presents the best color removal, but it has the inconvenience of also adsorbing the sugars from the syrup (around 14%) and the flocculation enhances the clarification methods, but it cannot be used alone, for this reason other methods to do this process were researched. In the glucose syrups produced from agro-industrial residues exist a compound of particular interest, pectin, a complex polysaccharide with a high molecular weight, which has the capability to produce gels when the long chains of one molecule interact with ones of another, this gel can ensnare other suspended molecules, giving the solutions in which, it is present a hazy appearance. Other products that present pectin, are the fruit juices and wines, for this reason pectolytic enzymes are used for their clarification, enzymes that can modify and degrade the pectin, obtaining a clearer and less hazy product. The use of this kind of enzyme was applied to glucose syrups in this work, to degrade the pectin and achieve an increment on its clarity. The purpose of this research work was to verify if this clarification process with pectolytic enzymes could be used in the clarification of glucose syrups produced from lignocellulosic residues, finding the best conditions to execute this process, and modeling it using the data from the investigation. The first part of this work begins with a bibliographic compilation of the themes related to this process, beginning with the history of glycosidic syrups, the materials used in its production, the methods to produce and clarify them, what are pectin and pectolitic enzymes, previous studies about clarification of juices and syrups and process modeling. The second part of this investigation covers the enzymatic clarification process, beginning with the characterization of the lignocellulosic material used to produce the syrup and the enzymes used for its clarification, finding properties like the chemical composition of the materials, the kinetic parameters and activity of the enzyme. After obtaining this information, the production and clarification of the syrup began, varying the enzyme concentration and stirring to find the combination of parameters that produces the highest clarity, and finally follow the clarification process through the time. The last stage of this study is to use the information obtained from following the clarification process through the time and kinetic parameters obtained in the previous part, combine it with other information from the literature to propose a semi-physical mathematical model that is capable to simulate how pectin degrades in polygalacturonic acid oligosaccharides until it becomes monomers of galacturonic acid and link this degradation with the clarification of the syrup. Additionally, the model parameters were optimized, comparing the experimental data with the simulated ones, searching the combination of parameters that minimizes the difference through mathematical programs.MaestríaMagíster en Ingeniería QuímicaCaracterización de la materia prima según las metodologías del National Renewable Energy Laboratory (NREL)Pretratamiento de residuos agroindustriales por vía química y enzimátic

Los centros comerciales en Las Palmas de Gran Canaria. Dinámicas e impactos en el espacio urbano

This work supposes an approximation to the study of the shopping centres and of leisure in Las Palmas of Great Canary from the perspective of the spatial analysis, considering the characteristics of each one of them, the process of location, the consequences of his introduction and the conditions of insertion in the urban space.Este trabajo supone una aproximación al estudio de los centros comerciales y de ocio en Las Palmas de Gran Canaria desde la perspectiva del análisis espacial, considerando las características de cada uno de ellos, el proceso de localización, las consecuencias de su implantación y las condiciones de inserción en el tejido urbano

Validación de un instrumento para evaluar aptitud clínica en diagnóstico y tratamiento de deshidratación por enfermedad diarreica aguda en menores de 5 años en Unidad de Medicina Familiar # 62, 2017

Antecedentes. La medicina, arte en evolución, ofrece al médico auxiliares para enfrentar compromiso de salud. Una principal patología en México y pediátricos, es la enfermedad diarreica aguda, como causante de deshidratación y sus complicaciones; debemos fortalecer las habilidades en médicos de primer contacto. Objetivos. Validar instrumento de evaluación, para nivel de aptitud clínica en diagnóstico y tratamiento de deshidratación por enfermedad diarreica aguda (EDA), de los médicos residentes de la U.M.F. no. 62 en 2017. Sujetos, material y método, estudio observacional, analítico, transversal, prospectivo y validación de un instrumento de evaluación. Se valido instrumento para evaluación, mediante método Delphi convencional, para conocer grado de aptitud clínica en médicos residentes, para diagnóstico y tratamiento de deshidratación por enfermedad diarreica aguda. Se aplico la evaluación mediante examen impreso, 3 casos clínicos problematizados reales, en instalaciones de la unidad destinadas a enseñanza. El grupo conformado por 5 médicos expertos en diagnóstico y tratamiento por deshidratación por EDA en menores de 5 años

Desarrollar un plan de negocio para potenciales proveedores de ensambladoras automotrices impulsado por el cambio de matriz productiva en el Ecuador

La industria de ensamblaje de vehículos es una de las principales industrias de manufactura de producto terminado en el Ecuador, convirtiéndose en uno de los principales ejes de desarrollo en el país. Sin embargo, un alto contenido de las materias primas de esta industria son importadas generando un importante déficit en balanza comercial, lo que ha llevado a que el gobierno implemente diferentes medidas, una de las principales, incentivar que las ensambladoras incorporen componentes producidos en el país y así sustituir importaciones para evitar la salida de divisas al extranjero. Para esto, se han implementado normativas y reglamentos, principalmente, una escala móvil de aranceles inversamente proporcional al valor del producto ecuatoriano en los vehículos, lo que ha impulsado a que las ensambladoras realicen una estrategia agresiva de compra de partes locales, para así conseguir ser más competitivos y a la par desarrollar la industria autopartista en el Ecuador. Para conseguir las metas del gobierno, como una de las estrategias del cambio de matriz productiva, se propone generar industrias básicas que permitirán que las materias primas no sean importadas de otros mercados, sino producidas en el Ecuador, con lo que se propone aumentar considerablemente el contenido de partes locales no solo en los vehículos sino también en la mayoría de bienes de capital en el país. Ya que el mercado objetivo de este proyecto son las ensambladoras, es importante conocer sus estrategias, y sobre todo el proceso de compra, desarrollo, validación e implementación de los componentes locales en los vehículos junto con los requerimientos técnicos, de calidad, comerciales y logísticos. Posteriormente, a través de un análisis profundo de la demanda, evaluación de riesgos de mercado y simulaciones económicas financieras, determinar la factibilidad de la producción de autopartes considerando una nueva inversión que impulse la sustitución de importaciones, y a la vez genere beneficios al inversionista

Aproximación al turismo de salud en Canarias. Pasado y presente

El turismo de salud fue una de las principales motivaciones de los visitantes de Canarias durante las primeras fases de desarrollo turístico en las Islas. Desde finales del siglo XVIII y hasta bien avanzado el siglo XX constituyó una de las principales razones del desplazamiento hasta Canarias de la población europea. Con la implantación y desarrollo del turismo de masas a partir de la década de 1960, el turismo de salud quedó relegado a un segundo plano, aunque parece volver a coger fuerza, ahora como modalidad complementaria del hedonista turismo de sol y de playa

Enumeration of max-pooling responses with generalized permutohedra

We investigate the combinatorics of max-pooling layers, which are functions that downsample input arrays by taking the maximum over shifted windows of input coordinates, and which are commonly used in convolutional neural networks. We obtain results on the number of linearity regions of these functions by equivalently counting the number of vertices of certain Minkowski sums of simplices. We characterize the faces of such polytopes and obtain generating functions and closed formulas for the number of vertices and facets in a 1D max-pooling layer depending on the size of the pooling windows and stride, and for the number of vertices in a special case of 2D max-pooling.Comment: 35 pages, 11 figures, 4 tables. V2: Improved exposition, added computations in Section 4, and expanded analysis of dat

Bioethics in Education

In dynamic ambits, systems have to be maintained in a constant process of adaptation. Thus, in the present chapter, we explore the integration of bioethics in all areas of higher education (physics-mathematics, the engineering sciences, social and administrative sciences, the biological-medical sciences, and the humanities), with the objective of establishing, as an essential part, bioethics in all disciplines of knowledge. All undergraduate university degrees converge in the relation among living beings, through knowledge-based interdisciplinary or multidisciplinary study. A close relationship has to be established between education and bioethics within the context of higher education, as teaching at the university level with values and ethics, achieves a contribution to the science of industry in terms of a greater professional ethical sense. Therefore, this work concludes that bioethics should form a fundamental part of every university undergraduate degree

Les origenes du tourisme dans l´ile de La Palma: Les sisties du XXe Siècle

The sixties was a time of great interest for tourism development on the La Palma island. Various actions of public and private, as the policy of building a new airport, various tourist resorts, the tourism plan of 1968 or insular government also creating public entity "La Palma, Tourism SA” in 1969, will be the basis for future development of tourism on the island and will result push for private investment in this economic sector. Indeed, in the sixties, private investors had opened two hotels, while at least three others over a hundred beds each, weren´t finished.La década de los sesenta fue una etapa de gran interés para el desarrollo turístico de la isla de La Palma. Varias iniciativas de carácter público y privado, como el impulso para la construcción de un nuevo aeropuerto, diversas urbanizaciones, el plan turístico del Cabildo de 1968 o también la creación de la entidad pública “La Palma, Sociedad Anónima de Turismo” en 1969, constituirán los pilares básicos del futuro desarrollo del turismo en la Isla y serán el resultado del empuje a las inversiones privadas en este sector económico. En la década de los sesenta, ya se habían materializado dos hoteles, mientras que al menos otros tres más, superiores al centenar de plazas cada uno, quedaron inacabados.Les années soixante a été un moment de grand intérêt pour le développement du tourisme sur l'île de La Palma. Plusieurs initiatives de public et privé, que l'impulsion pour la construction d'un nouvel aéroport, plusieurs stations touristiques, plan de tourisme Cabildo 1968 et aussi la création de l'organisation publique "La Palma, SA Tourisme" en 1969 sera le résultat de la poussée de l'investissement privé dans ce domaine. Ainsi, dans les années soixante, avait concrétisé deux hôtels, tandis qu'au moins trois autres plus d'une centaine sièges chacun, ont été laissées en suspens

Las Palmas de Gran Canaria. The city and its coast and port

La ciudad de Las Palmas de Gran Canaria es una urbe atlántica que derivó en área metropolitana ya avanzada su historia. El hecho de ser encrucijada de rutas e influencias humanas, comerciales y culturales, la convierte en un espacio de profunda vocación marítima. La ciudad quedó inicialmente confinada a un espacio reducido, entre el mar, por naciente, y un relieve de disposición norte-sur que representó durante siglos el límite occidental de expansión urbana. El objeto del presente trabajo es estudiar la transformación del litoral capitalino en relación al proceso de origen y desarrollo del puerto y la consecuente expansión urbana. Las fuentes básicas son el archivo de la Autoridad Portuaria de Las Palmas, la Oficina de Planeamiento del Ayuntamiento de Las Palmas de Gran Canaria, Museo Canario, fondo cartográfico y fotografías aéreas del Departamento de Geografía de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, fondo fotográfico de la Fundación para el Estudio y Desarrollo de la Artesanía Canaria (Fedac). Se realiza un estudio diacrónico y se establecen etapas del proceso.Las Palmas is an Atlantic city that has grown into a metropolitan area. As a crossroads of commercial routes and cultural influences, the city has become an important port. The city was initially confined to a limited space between the sea (to the East) and a terrain that represented for centuries the western limit of urban growth. This work analyses the transformation of the coastal zone of Las Palmas in relation to the origin and development of the port and urban growth. The basic sources have been the archive of the Port Authority of Las Palmas, the Office of Planning of Las Palmas, The Museum of the Canary Islands, and photos from FEDAC and Department of Geography of University of Las Palmas.Este trabajo se enmarca dentro del proyecto Global South. Puertos y desarrollo económico y social en el Atlántico Meridional (1850-1910). HAR2015-64044-R MINECO/FEDER, UE