Al llarg de l’evolució, la natura ha optimitzat els processos biològics mitjançant el reconeixement quiral, arribant així a un molt alt nivell d’especificitat. Només en un organisme unicel·lular es poden donar milers de reaccions diferents, sense que aquestes interfereixin entre elles i a més regulades en tot moment. Per a estudiar els processos que es donen a la natura, poder influir en ells o imitar-los, fet que suposa un gran repte a la ciencia actual, és indispensable tener en compte les interaccions estereoespecífiques. En el camp de la química farmacéutica s’ha comprovat que l’efecte terapèutic d’un fàrmac pot dependre de la quiralitat del compost. Conseqüentment, s’ha desenvolupat un gran interés en la síntesi estereoselectiva, els mètodes de resolució d’enantiòmers, l’anàlisi de la puresa enantiomèrica i la determinació de la configuración absoluta de compostos químics La present Tesi Doctoral se situa dins d’aquests àmbits. En una primera part, es profunditzarà en els mètodos de determinació de la puresa enantiomèrica, una de les línies d‘investigació principals del nostre grup d’investigació: el diseny, la síntesi i l’estudi de nous agents de solvatació quiral (CSA). L’ús d’aquests auxiliars quirals es basa en la formació de complexes diastereoisomèrics amb els dos enantiòmers d’un substrat quiral, permetent així l’enantiodiferenciació mitjançant una tècnica aquiral como la Ressonància Magnètica Nuclear (RMN). Els factors clau que permeten aquesta diferenciació de cada enantiòmero del substrat són una diferent geometria i/o estabilitat de los complexes. El repte a l’hora de dissenyar nous CSA’s és el de poder enantiodiferenciar el màxim nombre de substrats quirals i amb una màxima eficàcia. / During the evolution, nature has optimized biological processes by means of Chiral Recognition, leading in this way to a very high level of specificity. Only in a single cell, thousands of different reactions can be carried out without any kind of interference between them and being regulated all time. In order to study the different processes that take place in the nature, to affect them and copy them, which means a big challenge to the actual science, is essential to take into account the stereospecific interactions. In the field of pharmaceutical chemistry, has been checked that therapeutic effect of a drug could be dependent on the compound. Consequently, the interest in stereoselective chemistry, enantiomerical purity analysis and the determination of the absolute configuration of the compounds has increased a lot. This Doctoral Thesis can be found inside these fields. The first part, will be focused deeply in the study of the enantiomerical purity determination, which is one of the principal areas of our research group: the design, synthesis and study of new Chiral Solvating Agents (CSA’s). The use of these chiral auxiliaries is based on the formation of diastereoisomeric complexes with both enantiomers of a chiral compound, achieving in this way the enantiodiferentiation by using an achiral technique such the NMR. The key factors that allow the differentiation of each enantiomer of the substrate are,the different geometry and/or stability of each complex. The challenge when designing new CSA’s is to be able to differentiate the maximum number of substrates and with the maximum efficiency.

L’aparició de noves propietats químiques i físiques dins l’escala nanomètrica és un dels motius principals que fa necessari l’estudi de nanopartícules de diferents metalls, del seus òxids i dels seus aliatges, pel disseny de les seves futures aplicabilitats. Aquesta tesi estudia dos blocs temàtics: i) la síntesi i ii) l’autoensamblatge de nanopartícules metàl·liques. En el primer bloc, s’estudien els aspectes més rellevants de la preparació de nanopartícules metàl·liques (constituïdes per un o dos metalls diferents) de mida i forma controlada. Es desenvolupa les síntesis de diferents partícules magnètiques, i s’obtenen dispersions col·loïdals de nanopartícules de cobalt (Co) i alguns del seus òxids, així com d’ or (Au), platí (Pt) i alguns dels seus aliatges. Les nanopartícules de Co estan rebent un interès creixent degut a les propietats magnètiques que presenta el material, la qual cosa les fa molt interessants per a un nombre elevat d’aplicacions tecnològiques. Però la sensibilitat del material en front l’oxidació (la qual produeix canvis en les seves propietats magnètiques) requereix que es faci un estudi profund d’aquests processos. En aquest treball, s’han sintetitzat nanopartícules de Co de diferents mides i s’han estudiat els paràmetres que afecten les seves propietats magnètiques. A més, s’han estudiat els processos d’oxidació de les nanopartícules de Co, que han generat tant nanopartícules core/shell (nucli/recobriment) Co/CoO com nanopartícules “hollow” (buides) d’òxid de Co. Les nanopartícules de Pt també són de gran interès degut a que presenten propietats òptiques i catalítiques úniques. Les seves propietats catalítiques depenen fortament dels seus àtoms superficials i, per tant, de la mida i de la forma de les nanopartícules. En aquesta tesi s’ha dut a terme la síntesi de nanopartícules de Pt de diferent mida i forma mitjançant el control de diferents paràmetres durant el procés sintètic (com la temperatura, els lligands i els temps de reacció). En particular, s’ha determinat la incorporació de traces metàl·liques durant la síntesis i el seu efecte en el control de la forma final de la nanopartícula. Finalment, l’or es un dels materials més estudiats en l’escala nanomètrica degut a les seves propietats òptiques i el seu caràcter inert, que fa que sigui un dels materials més utilitzats en aplicacions biològiques. Les propietats òptiques són especialment importants en materials amb “aspect ratios” (relació longitud/amplada). En aquesta tesi s’han sintetitzat Au “rods” (barres) de gran llargada utilitzant nanopartícules de Pt com a catalitzador de la reacció, i se n’ha explorat la llargada que poden aconseguir, relacionades amb les seves possibles aplicacions. En el segon bloc, s’estudia l’ús de les nanopartícules en la preparació de materials nanoestructurats mitjançant autoensamblatge. S’ha observat com depenent de la naturalesa i la forma de les nanopartícules, es creen diferents patrons. En particular, aquesta part es centra principalment en la utilització de nanopartícules de Co com a unitats de construcció de estructures autoensamblades, degut a les seves propietats magnètiques. S’ha estudiat l’autoensamblatge de nanopartícules de Co a sobre de diferents substrats d’interès tecnològic i les forces que intervenen en el procés. En particular, en destaquem: l’estudi de l’autoensamblatge de les partícules de Co sobre grafit i sobre substrats de silici. Finalment, s’ha estudiat la influència de les propietats en el procés d’autoensamblatge de nanopartícules de Co, així com l’estructura magnètica dels assemblats, mitjançant holografia electrònica i microscopia Lorentz. S’ha estudiat la variació de l’estructura magnètica dels diferents assemblats en funció de la seva mida total, i també en funció de la temperatura. L’estudi de les propietats individuals de les nanopartícules de Co dins l’assemblat és possible mitjançant les dues tècniques mencionades prèviament, i s’han observat els efectes col·lectius entre totes les partícules integrants de les estructures. Els resultats obtinguts indiquen que l’ordenació ferromagnètica dipolar és molt persistent en les estructures, fins i tot amb un elevat grau de desordre a la xarxa de partícules. / The emergence of new chemical and physical properties at the nanoscale is one of the main reasons that make necessary the study of nanoparticles of different metals, their oxides and alloys for different applications. In this thesis, two thematic blocks are studied: i) the synthesis and ii) the self- assembly of metallic nanoparticles. In the first block, the more relevant aspects in the preparation of metallic and bimetallic nanoparticles of controlled size and shape are studied. The syntheses of different metal nanoparticles are developed, and monodisperse colloidal suspensions of Co metal particles and some of their oxides, as well as Au, Pt and some alloy nanoparticles are obtained. Co particles are receiving much interest due to their magnetic properties of the material, which turn them interesting for a number of technological applications. On the other hand, the sensitivity of the material to oxidation (with a consequent change in its properties) makes necessary a deeper study of these processes. In this work, Co magnetic nanoparticles of different sizes have been synthesized and the parameters that affect the variation of their magnetic properties have been studied. Moreover, the oxidation processes of the Co nanoparticles have been also studied, generating both Co/CoO core/shell and CoO hollow nanoparticles. Pt nanoparticles are also a subject of interest due to their unique optical and catalytic properties. Their catalytic properties strongly depends on their surface atoms and, therefore, on the size and shape of the particles. During this thesis, different size and shape Pt nanoparticles have been synthesized by controlling different parameters during the synthetic process (i.e. temperature, surfactants, and reaction times). In particular, the incorporation of metal “traces” during the synthesis process, and their effect on the control of the shape are determined. Finally, Au is one of the most studied materials at the nanometer scale due to its optical properties and its inertness, making it one of the most used materials in biological applications. The optical properties are particularly important in materials with aspect ratios (length/width). In this thesis, the synthesis of extra long Au rods (bars) using Pt nanoparticles as the reaction catalyst have been synthesized, and the length that they can reach have been also explored for its potential applications (e.g. as connections between electrodes). In the second block, the use of nanoparticles for the preparation of nanostructured materials via self-assembly processes is studied. It is observed how, depending of both the nature and the shape of the nanoparticle, different patterns are created. In particular, this part focuses mainly on the use of Co nanoparticles as building block units for construction of self-assembled structures, due to their magnetic properties. The self-assembly of Co nanoparticles onto different substrates with technological interest and the forces involved in the process have been studied. Particularly, the works to be highlighted are the study of the self-assembly of Co on graphite and on silicon substrates due to dipolar interactions. Finally, the influence of the magnetic properties in the self-assembly process of Co nanoparticles, and the magnetic structure of the formed assemblies, are studied by electron holography and Lorentz microscopy. The variation of the magnetic structure of the different self-assembled structures has been studied as a function of both the assembly total size and the temperature. The study of the individual and collective behavior of the Co nanoparticles on the assembly is possible with these techniques, and collective effects among the whole NPs forming the structures have been observed. The obtained results showed that dipolar ferromagnetism order is extremely persistent even under a high degree of lattice disorder.

En aquest memòria es recullen els resultats més rellevants del treball experimental realitzat amb l'objectiu d'avançar en el coneixement per a desenvolupar un procés de tractament en continu de decoloració d'aigües residuals tèxtils utilitzant fongs ligninolítics. S'inicia el treball realitzant un estudi sobre les condicions d'operació per al tractament en continu d'una solució del colorant tèxtil Gris Lanaset G (complex organometal·lic) en un bioreactor fluiditzat per polsos d'aire amb el fong Trametes versicolor en forma de pèl·lets, establint la concentració de nutrients i el temps de residència hidràulic al qual s'ha d'operar per assolir percentatges de decoloració que compleixen la normativa d'abocament.Es proposa el mecanisme de decoloració, que té lloc en varies etapes en sèrie, primer es produeix l'adsorció inicial del colorant sobre la biomassa, posteriorment aquest es transfereix cap a l'interior de les cèl·lules, on es produeix el trencament del complex metàl·lic i finalment s'excreten al medi dels productes de degradació.Es determina el temps de residència cel·lular màxim en 40 dies i s'estableix la metodologia de renovació de biomassa en forma de pèl·lets per al tractament en continu. La renovació total de la biomassa es realitza en tres etapes, renovant un terç de la biomassa total del bioreactor en cada etapa, de manera que transcorregut un temps de residència cel·lular s'hagi renovat tota la biomassa del sistema. Es dissenya un reactor fluïditzat per polsos d'aire a escala pilot de 10 litres de volum útil i es realitza un estudi del comportament fluidodinàmic determinant el temps de mescla del sistema, i s'opera en discontinu i continu sense problemes operacionals. Un cop comprovada la bondat de l'escalat del bioreactor, s'introdueixen canvis paulatinament per adaptar el procés a condicions d'operació industrials, con són la no esterilitat de l'efluent a tractar, la supressió de macronutrients i micronutrients, la substitució de glucosa de qualitat anàlisi per glucosa de qualitat industrial, i així acabar tractant aigües residuals reals d'una indústria tèxtil sense esterilitzar on es posen de manifest alguns problemes que requeriran estudis posteriors.Donat que el procés d'eliminació de color més utilitzat a escala industrial és l'adsorció, s'estudia a escala laboratori l'adsorció del colorant Gris Lanaset G amb carbó actiu granular per tal de realitzar posteriorment un anàlisi comparatiu tant econòmic com ambiental dels dos processos, el d'adsorció i el biotecnològic. Aquests anàlisis posen de manifest que els costos d'operació del tractament biològic són únicament un 20% superiors que els costos d'operació del procés d'adsorció, i que aquest percentatge es podria reduir encara més trobant substrats alternatius a l'extracte de malta per la formació dels pèl·lets. També es posa de manifest que el procés biotecnològic és més sostenible que el procés d'adsorció, i per tant el procés biotecnològic és una alternativa interessant des de el punt de vista ambiental al tractament d'adsorció. / In this work are shown the most important results obtained in the experimental studies done with the goal of improving in the knowledge to develop a continuous process treatment for the decolourisation of textile wastewaters by ligninolytic fungi. The work starts with an operation conditions study for the continuous treatment of the dye Gris Lanaset G, which is a textile metal-complex dye, in an air pulses fluidised bioreactor by the white root fungi Trametes versicolor in pellet morphology. The nutrients concentration is established, and the effect of the hydraulic residence time in the decolourisation percentages is evaluated, taking into account the accomplishment of the standards established.It is proposed the decolourisation mechanism, which presents tree steeps: first of all, the dye is adsorbed in the biomass, after the dye is transferred into the cells, where takes place the break down of the metal complex, and finally the degradation products are released to the liquid medium.The maximum cellular residence time is determined in 40 days, and the biomass renovation methodology is established for the continuous treatment. The total biomass renovation takes place in three steeps, renovating one third of the total biomass in the bioreactor in every steep, in such a way that in the course of one cellular residence time, all the biomass in the bioreactor has been renovated. A pilot scale air pulses fluidised bioreactor is designed with a 10 L working volume, and the fluidodimanic behaviour is studied, determining the mixing time of the system. Without having any operational problem, the batch and continuous operation is carried out successfully. Once it is checked the goodness of the system, some changes are introduced gradually to adapt the system to industrial conditions. The changes are: the non-sterility of the effluent, the suppression of macronutrients and micronutrients, and the substitution of analysis quality glucose by industrial quality glucose. Finally is carried out the treatment of non-sterile real textile wastewaters.The most used removal colour process at industrial scale is the adsorption, so the adsorption of the dye Gris Lanaset G in granular activated carbon (GAC) is studied. The goal of this study is to make a comparative economical and environmental analysis of the two processes, adsorption and biodegradation. These analysis show that the operational cost of the biologic treatment is only 20% more than the operational cost for the adsorption process. This percentage could be lower if an alternative substrate is found for the pellets formation. Also is showed that the biotechnological rocess is more sustainable than the adsorption one, so the biotechnological process is an interesting choice from the environmental point of view to the adsorption treatment.

La presente tesis está enmarcada en el desarrollo de los sistemas de soporte de vida biológicos, de especial aplicación para los viajes espaciales tripulados de larga duración.Concretamente, este trabajo se centra en el estudio, análisis, modelización y escalado de uno de los cinco compartimentos que integran el bucle MELiSSA, el compartimento fotoheterotrófico. Los experimentos han sido encaminados a determinar la influencia de la naturaleza de la radiación, de la irradiancia incidente y de la naturaleza y concentración de la fuente de carbono sobre la velocidad de crecimiento de las células de R. rubrum. También se ha analizado las consecuencias del cambio de escala del fotobiorreactor, observando la particular influencia de las condiciones ambientales en la composición y en el crecimiento de las células de R. rubrum.La información experimental obtenida ha servido para la construcción de un modelo que predice el crecimiento de las células en función de la concentración de fuente de carbono y de la cantidad de radiación subministrada. En una primera fase se calcula el perfil de irradiancia en el interior del cultivo en función de la irradiancia incidente, de la concentración de células y de las dimensiones del fotobiorreactor, y después este perfil es utilizado para determinar la velocidad de crecimiento de las células teniendo también en consideración las condiciones de cultivo.Asimismo, el modelo se ha utilizado como una herramienta para el dimensionado del fotobiorreactor piloto a una escala suficiente para conseguir los objetivos de demostración fijados en el Proyecto MELiSSA.Finalmente, se ha diseñado el fotobiorreactor a escala piloto, así como todos los equipos auxiliares necesarios (depósitos pulmones, válvulas, sondas, circuito de esterilización, lazos de control, caudalímetros, etc.) para la operación del compartimento en condiciones estériles durante largos periodos de tiempo. / The present thesis is developed in the mark of the development of biological support systems for the long-term space manned missions.Specifically, this study is centred in the analysis and scale-up of one of the five compartments that integrate the MELiSSA loop, the photoheterotrophic compartment. The experiments have been designed to determine the influence of the nature of the radiation, the incident irradiance and the nature and concentration of the carbon source on the growth rate of R. rubrum cells. Moreover, it has been studied the consequences of the scale-up of the photobiorreactor and it has been observed that the influence of the environmental conditions in the composition and the growth rate of R. rubrum cells is a key factor.The experimental data obtained has been used for the construction of a model, which is developed, calibrated and validated in this thesis. The model predicts the growth of the cells based on two parameters: the concentration of carbon source in the culture and the amount of radiation supplied. In a first step, the profile of irradiance inside the culture is calculated, which depends on the concentration of cells and the dimensions of the fotobiorreactor. Then, in a second step, the profile of irradiance is used to determine the cells growth rate. Moreover, the model has been used as a tool for the sizing of the fotobiorreactor at pilot scale. And, finally, the pilot fotobiorreactor has been designed, as well as all of the auxiliary equipment that is needed (buffer tanks, valves, sensors, circuit of sterilization, control loops, mass flowmeters, etc.) for the operation of the photobiorreactor in sterile conditions during long periods of time.

Micro/Nano-Electro-Mechanical Systems (MEMS/NEMS) applications for in vivo cell studies open a wide range of new applications in medicine, biology, and biochemistry. This has lead to develop devices for local drug delivery, microneedles for DNA injection, and micronozzles for cell holding among others.The work presented in this manuscript is framed within two projects: MINAHE and MINAHE II. The main goal of MINAHE was the development of technologies suitable for fabrication of micro/nano tools. Tools fabricated under MINAHE has found application in gold surface patterning and sub-picoliter dosage driven by an Atomic Force Microscope. MINAHE II employed these micro/nano tools on cellular applications.Following the current integration trend in microelectronics, two different integrative technologies have been developed and will be discussed here. The first technology presented is based on Microsystems technology combined with Focused Ion Beam (FIB) nanomilling. The fabricated device has been fitted to an Atomic Force Microscopic (AFM) for gold surface patterning. Experience developed in the first generation of micro/nano dispensers promoted a number of upgrades to produce a new generation of dispensers with emphasis for application in the Life Sciences. Technological processes were developed from component definition to back-end fabrication. Microchannel were defined on- substrate with micronozzles at the tip. The whole ensemble had AFM chip dimensions. This design favoured the use of microchannels as micro/nanodispensors and could effectively be used as surface functionalization tools. Once the components were identified, fabrication processes took place at Instituto de Microelectrónica de Barcelona, INM-CNM (CSIC) Clean Room (100-10000) facilities. First generation of micro/nanodispensers has sucessfully formed Self Assambled Monolayers (SAM). Experience developed in the first generation micro/nanodispensers promoted a number of upgrades to produce a Second generation of dispensers with an emphasis for applications in the Life Sciences. Transparent new devices were defined with specific shapes for cell manipulation. Anisotropic etching was replaced by Dry Reactive Ion Etching (DRIE) for improved process control. Packaging was improved with anodic bonding between silicon and glass chips and individual chip yield was increased by manual cleaving instead of wafer dicing. Transparent wall micro/nanodispensers would be designed due to biological application. To avoid lysis (cellular damage) or broken nozzles, some nozzles were designed sharply, in order to pierce wall and membrane surrounding live cells. FIB nanomachined render this type of nozzle. A crucial advantage in MEMS technology is versatility and monolithic integration. MEMS versatility can yield different devices although using the same technological process. We took advantage of this feature and manufactured microelectrodes, microfilters and micromixers as well. As a conclusion, it is worth emphasizing that research in this work range from micro/nanotechnologies to chemistry and biology. The first generation fabricated technology successfully formed SAM over gold surfaces. The second generation pierced walls and membranes in live cell. These devices present quite some advantages compared to conventional glass capillary. The proposed technology allows extreme definition of sizes and shapes in order not to damage cells. Microelectrodes fabricated will be tested inside a neuron cell to record electrical measurements. Work to develop this new application is still in progress.

La mezcla de materias primas que se utiliza habitualmente para la fabricación del soporte de los azulejos (revestimiento cerámico vidriado), contiene entre 12-15% de carbonato cálcico que, al descomponerse durante la cocción, suministra el óxido de calcio necesario para producir las fases cristalinas que le confieren las propiedades técnicas requeridas. Las arcillas que se emplean para la obtención de los soportes de cocción blanca carecen de carbonato cálcico por lo que es necesario introducir el CaO en forma de partículas de calcita (de tamaño inferior a 100 µm), dado que es el mineral más barato de entre los que contienen dicho óxido. La descomposición de las partículas de calcita durante la etapa de cocción de los azulejos, además de proporcionar el CaO necesario, produce un desprendimiento de CO2 que, si el ciclo de cocción no está adecuadamente diseñado, puede dar lugar a defectos en el recubrimiento vidriado del producto acabado. Actualmente, la descomposición de la calcita es una de las etapas que limitan la velocidad a la que se efectúa la cocción de las piezas, ya que es necesario que se complete en su totalidad antes de que el esmalte funda e impermeabilice el soporte. En esta Memoria se resume el estudio realizado para obtener una expresión matemática que relacione el grado de conversión de las partículas de calcita, contenidas en el soporte crudo de las piezas de revestimiento cerámico de cocción blanca, con las variables de operación (temperatura, porosidad del soporte, contenido de calcita, etc.). A la vista de las discrepancias existentes en la bibliografía respecto a la cinética de la reacción de descomposición del carbonato cálcico, en primer lugar, se ha estudiado el proceso de descomposición térmica de partículas de calcita, de tamaño inferior a 1.1 mm, análogas a las que se utilizan industrialmente en la fabricación del soporte de los azulejos, en el intervalo de temperaturas comprendido entre 850 y 950ºC, operando en condiciones isotérmicas en cada experimento. Estas partículas consistían en agregados cristalinos constituidos por microcristales de CaCO3 de tamaño normalmente inferior a 20 µm. Como consecuencia del estudio realizado, se ha propuesto una ecuación de velocidad, basada en el modelo cinético "de reacción homogénea" o "de conversión uniforme" válida para el proceso de descomposición térmica de las partículas de CaCO3 antes indicadas. Partiendo de este modelo cinético se ha deducido una expresión matemática que relaciona el grado de conversión de las partículas de CaCO3 con el tiempo de reacción, la temperatura y el tamaño de partícula. Esta ecuación se adapta satisfactoriamente a los resultados experimentales obtenidos en los experimentos realizados, operando en condiciones isotérmicas, en el intervalo de condiciones de operación estudiado. A continuación, se ha estudiado el proceso de descomposición térmica de las partículas de calcita citadas, cuando están formando parte de la mezcla de materias primas utilizada para la fabricación de azulejos, en piezas conformadas en condiciones de operación análogas a las que se utilizan industrialmente. En este apartado se ha estudiado la influencia de distintas variables de operación: tiempo, temperatura, espesor de la pieza, compacidad de la pieza y contenido en calcita. Partiendo de la ecuación de velocidad deducida para las partículas de calcita, se ha propuesto una expresión matemática, basada en el modelo cinético "de núcleo sin reaccionar", que relaciona el grado de conversión de las partículas de calcita, contenidas en la pieza, con las variables de operación mencionadas. La ecuación diferencial obtenida permite reproducir con suficiente exactitud los resultados experimentales en condiciones isotérmicas, en el intervalo de condiciones de operación ensayado. Asimismo, introduciendo el concepto de velocidad de calentamiento, es susceptible de ser aplicada en condiciones no isotérmicas, a velocidad de calentamiento constante, en condiciones similares a las que se efectúa la descomposición térmica de las partículas de calcita, contenidas en el soporte de los azulejos de cocción blanca, en la práctica industrial.

Las fritas cerámicas son compuestos vítreos, que se obtienen por fusión, a temperaturas elevadas (alrededor de 1500ºC), de una mezcla de materias primas de origen natural o sintético. Se utilizan en los procesos de fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos para preparar esmaltes, engobes y tintas.El esmalte es una mezcla de materias primas, entre las que se encuentran en mayor o menor proporción las fritas. En la mayoría de las ocasiones, se aplican en forma de suspensión acuosa. El engobe, cuya finalidad es producir una variación progresiva entre las propiedades.Los valores de las propiedades reológicas de las suspensiones de esmalte se suelen ajustar mediante el uso de desfloculantes, ligantes y suspensionantes como caolines y arcillas.Uno de los problemas más importantes de las suspensiones de esmalte es, precisamente, la inestabilidad de sus propiedades reológicas, debido a la interacción entre los diferentes aditivos utilizados para controlar las características reológicas de las suspensiones y los cationes disueltos procedentes de las partículas de frita. En esta memoria se resume el estudio realizado para tratar de interpretar, con ayuda de un modelo adecuado, la cinética del proceso de disolución, de los elementos que forman parte de la composición habitual de una frita industrial del tipo "blanco de circonio".Se realizaron un conjunto de experimentos para estudiar la influencia, sobre la cinética del proceso, de las dos condiciones de operación más importantes: temperatura y tamaño medio de las partículas de frita. Como consecuencia del estudio realizado, se ha propuesto un modelo cinético y las ecuaciones se han aplicado con éxito, para predecir los resultados experimentales obtenidos en un experimento realizado a una temperatura intermedia a las estudiadas anteriormente, lo cual confirma su efectividad en el intervalo de condiciones de operación estudiadas.

En este trabajo se estudia la posibilidad de disminuir o eliminar la utilización del circón en composiciones de engobe y frita, en las que se utiliza como materia prima debido a que proporciona blancura y opacidad a las capas de engobe y a los vidriados obtenidos a partir de las fritas.Se ha determinado que la utilización de alúmina como materia prima en los engobes permite reducir su contenido en circón. En el caso de las fritas, la adición de pentóxido de fósforo a su composición permite disminuir la cantidad de circón empleando en su preparación. Por último, se han obtenido fritas, sin circonio, basadas en el sistema SiO2-CaO-TiO2. En los tres casos se ha llevado a cabo un estudio micro estructural con el objeto de determinar cuales son las causas que permiten la disminución o la eliminación del circón sin producir un emperoramiento de la blancura y la opacidad de las capas de engobe y de los vidriados.

La higiene es un factor de gran importancia en la industria láctea, necesaria para conseguir un producto final de calidad y seguro microbiológicamente. Para el mantenimiento de las condiciones higiénicas se realizan limpiezas y desinfecciones periódicas, habitualmente mediante instalaciones de limpieza in situ, más conocidas por el término anglosajón CIP (Cleaning In Place).Esto implica consumir un elevado volumen de productos químicos (ácidos, bases, detergentes y desinfectantes), tanto en las operaciones de limpieza como en las de neutralización de efluentes, originándose un elevado caudal de aguas residuales, cuyo tratamiento es también costoso.Así, se admite hoy que estas industrias consumen de media 2.6 kg de productos químicos por cada 1000 litros de leche tratada. Por ello una industria con un elevado volumen de producción, como es el caso de Corporación Alimentaria Peñasanta (CAPSA), con sede en Granda (Siero, Asturias). Esta industria, que trata 1.5 millones de litros de leche al día tan sólo en su planta de Granda (Asturias), tiene un consumo diario superior a 4000 kg de productos químicos. Además las operaciones de limpieza también implican un elevado consumo de agua; de hecho hoy se acepta que las industrias lácteas generan entre 1 y 5 litros de efluentes por cada litro de leche tratada. En el caso de la factoría de CAPSA citada anteriormente se produciría un flujo volumétrico de aguas residuales comprendido entre 1.5 y 7.5 millones de litros al día. (La producción de efluentes en dicha planta es de 6 millones de L/día). La evacuación de estos efluentes tiene un coste elevado, estimado hoy entre 0.90 y 2.40 ?/m3 en los países de la Unión Europea, aunque en España es algo menor (del orden de 0.53 ?/m3 en la citada industria).El elevado consumo de detergentes y de agua que implican las operaciones de limpieza ha provocado que, en los últimos años, hayan aparecido los llamados detergentes de fase única, los cuales integran las etapas ácidas, alcalinas y de desinfección permitiendo un ahorro de agua y de productos químicos, además de un ahorro de tiempo al eliminarse los aclarados intermedios.Aunque este tipo de detergentes todavía no está consolidado en las industrias lácteas, ya ha sido recogido por la Unión Europea en su catálogo de mejores tecnologías disponibles (MTD's) como una de las técnicas emergentes. Por ello, se ha centrado el estudio en la recuperación de este tipo de detergentes, sobre los que además no existen trabajos al respecto, en lugar de los productos clásicos. A tal objeto, se han utilizado técnicas limpias, como son las técnicas de separación con membranas, para la recuperación de un detergente de fase única, el cual está siendo actualmente utilizado en una instalación de yogur que la empresa Corporación Alimentaria Peñasanta posee en su planta de Granda (Siero, Asturias).Con objeto de comprobar la eficacia del detergente recuperado, se ha utilizado en diversas pruebas, ya a escala industrial, en una de las envasadoras de dicha planta de yogur con lo que se incluyen datos reales de pruebas de limpieza.Se evaluó también la posibilidad de utilizar los concentrados rechazados por la membrana para su posible uso en alimentación animal.Finalmente, se ha realizado un diseño y una evaluación económica con objeto de conocer la viabilidad técnica y económica de un desarrollo a escala industrial.

La memoria titulada "Desarrollo de un nuevo método para la eliminación de cianuro de aguas residuales de mina" que se presenta como tesis doctoral contiene resultados de relevancia. Durante el trabajo realizado se han estudiado aguas cianuradas de mina con objeto de encontrar un proceso de detoxificación de los complejos cianurados de cobre principalmente, alternativo a los ya existentes. Se ha desarrollado un método oxidativo con permanganato potásico como agente oxidante, con el que se han conseguido resultados muy favorables, permitiendo la reducción de la contaminación hasta niveles exigidos actualmente por la legislación vigente para envío a cauce público. Además de los estudios de laboratorio propiamente dicho, se ha diseñado una planta piloto en una instalación minera próxima lo que ha permitido la verificación de la utilidad industrial del proceso planteado. El tema abordado es de gran interés, ya que las aguas residuales cianuradas constituyen un verdadero problema para las empresas generadoras por su elevada toxicidad ambiental, por lo que invierten elevadas cantidades de dinero en su control y eliminación. Por otra parte, la valoración económica del procedimiento desarrollado en este trabajo en comparación con otros métodos ya existentes, ha demostrado su competitividad a nivel industrial.