En el presente estudio se tiene como objetivo de una propuesta de diseño de una línea de producción de aceite de semillas de maracuyá en la empresa Agroindustrias AIB SA., ante el desperdicio de residuos orgánicos diariamente por el proceso de producción de jugo concentrado de maracuyá con un promedio mensual de 355, 42 t de semillas de maracuyá desechadas, la cual se puede obtiene un aprovechamiento de residuos orgánicos en la empresa, además existe mercado internacional para el producto de aceite de semillas de maracuyá por el contenido de propiedades que esta tiene que son benéficas para la salud, además es una fruta tropical oriunda del Perú, y es no es estacionaria, la cual tiene producción todo el año. La metodología consiste en realizar un diagnóstico actual del proceso productivo de la empresa, donde se utilizó ingeniería de métodos y un balance de materia para determinar cuántos son los residuos orgánicos que se obtienen, conjuntamente con un estudio de mercado el cual tiene como objetivos determinar la demanda del producto, la oferta del producto y la demanda del proyecto, el cual determinara la selección del mercado objetivo siendo el principal país demandante EE. UU., además se determinó la oferta y demanda del aceite de semillas de maracuyá, dando como resultado la demanda del proyecto de 20% que se tomara de la oferta de Turquía el cual está atravesando problemas económicos y comerciales, por ello se tomara su mercado por los problemas presente en ese país. También se concluyó la disponibilidad de materia prima e insumos, la capacidad de la línea de producción de 549,05 t y para determinar la viabilidad de la investigación se realizó un estudio económico financiero obteniendo un VAN de S/ 558 473,46con un TIR de 28%, recuperando la inversión en aproximadamente 1 año 1 mes y 24 días, resultando viable el proyecto.

En la presente investigación se realizó el diseño de una planta productora de aceites esenciales a partir de las semillas de mango y palta en la región Piura, siendo una inversión viable de manera comercial, técnica y económica. Se desarrolló un estudio de mercado, donde se examinó la viabilidad comercial del proyecto con el comportamiento de la demanda y oferta, consiguiendo una demanda insatisfecha de 30 377,48 t. de aceites esenciales para el año 2025, determinando el 0,5%. Para el diseño de ingeniería se analizó la viabilidad técnico-tecnológica donde se determinó la ubicación siendo la ciudad electa mediante una matriz de factores ponderados el distrito de Piura. Posteriormente, se diseñó el plano de distribución a través del método Guerchet obteniendo las áreas adecuadas de la planta. Por último, se analizó la viabilidad económica – financiera, dando como resultado que es proyecto de inversión rentable pues se obtiene un VAN positivo de $3 583 950,92 y un TIR de 76%, resultando mayor a los 18,78%, del TMAR Global.

La investigación eco-amigable con materiales residuales se ha incrementado. Esta investigación pretende evaluar el efecto del Aceite Residual Automotriz (ARA) en las propiedades físicas, mecánicas y químicas del concreto simple. Se utilizó aceite de motor diésel, definiendo los porcentajes de adición de ARA en 0,15%, 0,35%, 0,55% y 0,75% respecto al peso del cemento. La caracterización del ARA contempla el ensayo de Metales por ICP y densidad. Los ensayos en laboratorio para la caracterización del concreto fueron: asentamiento, tiempo de fraguado, exudación, compresión simple y durabilidad por sulfatos. Se comprobó que a mayor porcentaje de ARA se incrementó el asentamiento, el tiempo de fraguado y el agua de exudación. El valor óptimo de adición de ARA es de 0.55%, el cual aumentó un 11% el valor de resistencia a compresión simple y una expansión de 0.054% en el ensayo de durabilidad. Es rentable a diferencia de un aditivo convencional.

La contaminación ambiental está generando impactos negativos al ambiente, así como enfermedades al ser humano, es por ello, que el tratar los diferentes residuos generados disminuye sus impactos, como lo es la cáscara de naranja, un residuo generado por empresas productoras de jugos de esta fruta, resulta ser una materia prima para la producción de diferentes productos, entre los cuales encontramos al aceite esencial de naranja. La presente investigación tuvo como objetivo general diseñar una planta productora para exportación. El tipo de investigación aplicada fue la descriptiva de nivel cualitativo, diseño no experimental. Se describieron las variables del estudio a través de instrumentos de recolección de datos como búsqueda bibliográfica, histórico de ventas, análisis de datos, etc. Como resultados, se acapararon los residuos generados por las principales empresas de jugos de naranja, se abarcó un porcentaje del 0,28% al 0,32% del total del mercado, representando 1 331 777 frascos en el 2027. El producto será vendido en frascos de 20 ml y se determinó su exportación por el puerto de Callao. Se desarrolló la localización de planta, ubicándola en el Callao, departamento de Lima, con un área total de 2899,19 m. El proyecto requirió una inversión total de S/ 3 864 393,07. El análisis económico financiero generó un VAN de S/. 5 825 698,46. Con respecto al costo beneficio, se obtuvo un valor de S/ 1,96, es decir que por cada S/1,00 invertido en el proyecto se ganará S/0,96. Se concluyó determinando la viabilidad técnica y económica de la propuesta.

Plodia interpunctella Hübner (Lepidoptera, Pyralidae), también conocida como la polilla de la fruta seca, es un insecto cosmopolita que ocasiona importantes daños en frutas secas, granos, harinas y productos manufacturados derivados. El control de este insecto plaga se realiza tradicionalmente a través de insecticidas de síntesis orgánica. Sin embargo, el uso intensivo de estos productos ha generado varios problemas, entre los que se pueden citar: el desarrollo de resistencia, la contaminación ambiental, daños en la salud humana y la eliminación de potenciales controladores biológicos. Estas circunstancias han llevado a replantear las estrategias de manejo de este insecto y a buscar nuevas metodologías de control, que sean menos perjudiciales para el ambiente y la salud humana. En este contexto, este trabajo propone desarrollar nuevas nanoformulaciones basadas en aceites esenciales (AE) con actividad insecticida en P. interpunctella y evaluar los efectos ecotoxicológicos de estos productos en organismos no blanco tales como Tenebrio molitor y Artemia salina y en células de mamíferos del tipo osteoblástico. En consecuencia, se evaluó la actividad insecticida de los AE de Citrus bergamia Risso (Sapindales, Rutaceae) (Bergamota), Lavandula angustifolia Mill. (Lamiales, Lamiaceae) (Lavanda), Mentha piperita L. (Lamiales, Lamiaceae) (Menta), Geranium maculatum L. (Geraniales, Geraniaceae) (Geranio), Cymbopogon martinii (Roxb.) Wats (Poales, Poaceae) (Palmarosa) y Eucalyptus globulus Labill. (Myrtales, Myrtaceae) (Eucalipto) en larvas del IV estadio y adultos de P. interpunctella. Se utilizaron dos metodologías: exposición a superficies tratadas y aplicación tópica. Los AE de geranio, menta y palmarosa tuvieron los valores de CL50 más bajos en adultos de P. interpunctella para el ensayo de toxicidad por exposición a superficies tratadas. Sin embargo, para el caso de las larvas del IV estadio tanto en el ensayo por exposición a superficies tratadas como en el ensayo por vía tópica, ningún AE mostró una mortalidad mayor al 20%, incluso a las máximas dosis. Finalmente y en el caso particular de los adultos de P. interpunctella que se trataron por vía tópica se observó que la variabilidad de los resultados obtenidos fue muy grande. Por esta razón se descartó para el resto de la tesis este tipo de ensayos en adultos. En base a los datos obtenidos en el ensayo por exposición a superficies tratadas en adultos de P. interpunctella se procedió a seleccionar a los AE de geranio, menta y palmarosa para ser nanoformulados. En lo que respecta a la obtención de nanopartículas (NP) poliméricas, se eligió al PEG-6000 como sustrato matricial y mediante el método de fusión-dispersión se obtuvieron las NP de PEG-6000 cargadas con AE (NPAE). Las NPAE de palmarosa tuvieron un tamaño de 191 nm, mientras que las de geranio de 259 nm. Ambas NP mostraron una eficiencia de cargado (EC) cercana al 90% y fueron monodispersas. Por su parte, las NP de menta tuvieron un tamaño de 380 nm, fueron polidispersas y su EC fue del 72%. Una vez obtenidas las NPAE se probaron mediante ensayos de exposición a superficies tratadas y por exposición a vapores en larvas del IV estadio y adultos de P. interpunctella. Además se estudió, en ambos ensayos, el efecto de la temperatura de post-aplicación a 17, 24 y 31 °C. Uno de los resultados más destacables es que a todas las temperaturas, las NPAE potenciaron el efecto insecticida por exposición a superficies tratadas en adultos P. interpunctella, en relación con los AE libres, entre 1,54 y 3,54 veces. Por otra parte, en el caso del ensayo por exposición a vapores, solo las NPAE de palmarosa y menta incrementaron el efecto insecticida de los AE, entre 1,26 y 4,45 veces. Sin embargo, es para destacar que el AE de palmarosa fue el que mostró el mayor efecto insecticida y su temperatura óptima de post aplicación fue de 17 °C. A su vez, sus NPAE también presentaron a esta temperatura la mayor actividad insecticida convirtiéndose así en las más efectivas de este estudio. Finalmente, se demostró que la temperatura tuvo un efecto significativo sobre la actividad insecticida de los AE y de sus NP cuando estos productos se usaron en el ensayo por exposición a superficies tratadas sobre adultos de P. interpunctella. No se registró efecto alguno de la temperatura post-aplicación cuando las NPAE se emplearon en los ensayos por exposición a vapores. Los AE de geranio, menta y palmarosa también se formularon como nanoemulsiones (NEs) utilizando Tween 80 como surfactante y la técnica de ultrasonido. Para la elaboración de las NEs las condiciones optimizadas de la sonda ultrasonido fueron: 65 W de potencia, ciclos de 30 “on”/ 20 “off”, tiempo total de sonicación de 2 min y distancia óptima de la sonda ultrasónica de 3,7 cm. En lo que respecta a estas formulaciones, las NEs de geranio elaboradas con una relación AE:Tween 80 de 1:2 tuvieron tamaños de gota de ≈14 nm, fueron monodispersas, de aspecto transparente y comenzaron a perder su estabilidad a los 120 días. En cuanto a las NEs de menta formuladas con una relación AE:Tween 80 de 1:2 mostraron tamaños de gota ≈33 nm, fueron polidispersas y de aspecto macroscópico transparente. En cuanto a la estabilidad de estas NEs, se observó un proceso de separación de fases a los 60 dias de haber sido formuladas. Finalmente los nanosistemas elaborados con el AE de palmarosa no fueron estables ni translúcidos con la relación AE: Tween 80 de 1:2. Es por esto que para no modificar las condiciones de ultrasonido, se procedió a enriquecer la mezcla con acetato de linalilo (AL). Cuando este componente enriqueció al AE de palmarosa en un 50%, se obtuvieron NEs con tamaños de gota de ≈14 nm, monodispersas, de aspecto macroscópico transparente y estables durante 120 días. En relación a la actividad insecticida de estos productos, los resultados mostraron que las NEs combinadas con β-cipermetrina potenciaron el efecto tóxico, con respecto al piretroide solo y a este combinado con los AE en larvas del IV de P. interpuctella. Por otra parte se estudiaron aspectos ecotoxicológicos de las NAPAE y NEs a través de ensayos con distintos organismos no blanco y en células de mamíferos. Con respecto a las NPAE y a las NEs se observó que estas nanoformulaciones no generaron efectos tóxicos a las dosis ensayadas en larvas de Tenebrio molitor L. Coleoptera, Tenebrionidae). En cuanto a los estudios de las nanoformulaciones en Artemia salina L. (Anostraca, Artemiidae) los resultados fueron heterogéneos. Por un lado, las NPAE del AE de geranio resultaron ser inocuas, mientras que las NEs de este AE tuvieron una alta toxicidad en este crustáceo, incluso a bajas dosis. El caso contrario fue el de las NPAE de menta y palmarosa que resultaron ser tóxicas a bajas dosis (< 25ppm). Sin embargo, las NEs de menta y palmarosa + AL mostraron valores de CL50 muchos más altos que los encontrados en el ensayo con Cx. p. pipiens, demostrando una toxicidad diferencial. Con respecto a los estudios relacionados con las células de mamíferos de tipo osteoblástico, luego de 24 h, las NEs de menta y palmarosa + AL redujeron la viabilidad celular levemente, siendo este efecto aún más pronunciado con las NEs de geranio. Luego de 72 h, las células expuestas a Tween 80 y a las NEs de menta y palmarosa + AL, exhibieron un aumento significativo en la viabilidad celular en comparación con las células del control. Por otra parte, las NEs de geranio redujeron significativamente la viabilidad celular. Finalmente a las 168 h, solo las NEs de geranio redujeron significativamente la viabilidad celular. A estos tiempos de exposición no se hallaron diferencias significativas entre el resto de los tratamientos y los controles. En el marco del desarrolloo de nuevas estrategias de manejo de insectos plaga, las nanoformulaciones basadas en AE han incrementado su importancia como nuevos insecticidas bioracionales. Según los resultados obtenidos las NPAE y NEs, elaboradas en el marco de esta tesis, son practicamente atóxicas para organismos no blanco, como A. salina y T. molitor y podrían considerarse bioinsecticidas potenciales para el manejo integrado de P. interpuctella. / The Indian meal moth, Plodia interpunctella Hübner (Lepidoptera, Pyralidae) is a cosmopolitan major economic insect pest of stored products. The larvae prefers to feed on broken grains and especially on milled products such as flour, breakfast foods, stored cereal products, dried vegetables and fruits, processed foods and meals. Generally, the control of this insect pest in storage systems depends on synthetic insecticides. However, their indiscriminate application contributed to environmental contamination and pest resistance and affected nontarget organisms. Essential oils (EO) appear as new ecofriendly insecticides, which show good biological activity against insect pest. Consequently, they become a complementary method for integrated pest management strategies (IPM). The overall objective was to develop new bioinsecticides nanoformulations that can be used for a safer management of P. interpunctella as well as an improvement in the knowledge of the econanotoxicological field. This study evaluated the chemical constituents and bioactivity of six essential oils namely Citrus bergamia Risso (Sapindales, Rutaceae) (Bergamot), Lavandula angustifolia Mill. (Lamiales, Lamiaceae) (Lavender), Mentha piperita L. (Lamiales, Lamiaceae) (Peppermint), Geranium maculatum L. (Geraniales, Geraniaceae) (Geranium), Cymbopogon martinii (Roxb.) Wats (Poales, Poaceae) (Palmarosa) and Eucalyptus globulus Labill. (Myrtales, Myrtaceae) (Eucalyptus) against larvae IV and adults of P. interpunctella. The EO were topically applied or were evaluated in contact toxicity bioassays. The contact toxicity order was palmarosa > geranium > peppermint > lavender > bergamot > eucalyptus in adults of P. interpuctella. However, when EO were topically applied or were evaluated in contact toxicity bioassays against larvae IV, the EO showed less than 20% of mortality even at the highest doses. In topically assays with P. interpunctella adults, the results were variable. In this sense, topically assays with P. interpunctella adults were not performed in the thesis. Based on these results, geranium, peppermint and palmarosa oils were further evaluated for essential oils polymeric nanoparticles (EOPN) and nanoemulsion (NEs) elaboration. EOPN were elaborated by the melt-dispersion method using polyethylene glycol 6000 (PEG 6000) as matrix system in PEG 6000: EO ratio 10: 1. The first step of the study was the characterization of the EOPN. The EOPN sizes from palmarosa were 191 nm, followed by geranium (259 nm) and peppermint EOPN (381 nm). Palmarosa and geranium EOPN were monodisperse and the loading efficiency (LE) showed values close to 90%. On the other hand, peppermint EOPN were polydisperse and the LE was > 70%. The aim of second chapter was to evaluate the insecticidal activity of EO and EOPN on P. interpunctella adults at different environmental temperatures (17, 24 and 31 °C). In the contact toxicity bioassay, all EOPN significantly increase the insecticidal activity of the bioactive compounds from 1.54 to 3.54 times. In the case of fumigant assays, just palmarosa and peppermint potentiated the biological activity from 1.26 to 4.45 times. It has been found that palmarosa EO and EOPN presented the highest insecticidal activity and the optimal post application temperature was 17 °C. It was also observed that the temperature had a significant effect on the insecticidal activity of the EO and EOPN when applied by contact. However, this effect could not observe in fumigant bioassay. Geranium, peppermint and palmarosa EO were also formulated as nanoemulsions (NEs) using Tween 80 (surfactant) and ultrasound. For NEs elaboration, the ultrasound parameters were optimized: ultrasound power = 65 W, sonication time = 2 min, cycles = 30 on/20 off and ultrasonic probe distance = 3.7 cm. Transparent NEs of geranium EO were achieved using 1:2 oil-surfactant ratios. These nanosystems measured 13.58 nm, were monodisperse and stable for 60 days. Moreover, after 120 days of storage, NEs began to lose stability. In case of peppermint EO, transparent NEs were formulated using a 1:2 peppermint EO/Tween 80 ratio. These NEs showed sizes of 33.97 ± 33.16 nm and the PDI value of 0.424 ± 0.008, and were stable after 30 days. The NEs lost stability after 60 days. It is important to point out that the palmarosa EO alone at the highest Tween 80 ratio (1:2) was unable to produce stable and transparent NEs. The addition of linalyl acetate (LA) to the coarse emulsion made the NEs production possible with the same ultrasound parameters. When the ratio of LA was 50%, the palmarosa + LA NEs were transparent. Moreover, the NEs measured 14.73 nm and were monodisperse. According to bioassays, the NEs combine with β-cypermethrin enhance the toxicity of EO against larvae IV of P. interpunctella. Finally, it was also evaluated the potential influence of EOPN and NEs on the non target aquatic model Artemia salina, L. (Anostraca: Artemiidae), and on the terrestrial model Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae). The results from the ecotoxicology assay in T. molitor indicated that EOPN and NEs did not have toxic effect on this terrestrial model. However, the ecotoxicology assay in A. salina showed different results. On the one hand, geranium EOPN were not harmful for A. salina; on the other hand, NEs were toxic even at the lowest doses. Nevertheless, peppermint and palmarosa EOPN were toxic even at the lowest doses, though their NEs showed CL50 values higher than the values found in Cx. p. pipiens assay. In the context of the biosafety evaluation of these novel nanofomulations, the viability of cell culture exposed to NEs was also evaluated. After 24 h, the treated cells with peppermint and palmarosa + AL NEs showed a significant slowdown on the cell viability rate. The geranium NEs had a stronger effect in this variable. Nevertheless, after 72 h, cells exposed to Tween 80 and NEs exhibited a significant increase in the cell viability rate compared with control. However, geranium NEs showed a higher reduction in the cell viability rate. After 168 h, the NEs did not have a significant effect on the cell viability when compared with control and control + Tween 80. Though, the geranium NEs showed similar results as 72 h assay. The potential uses of nanoformulations based on EOs as novel bioinsecticides responds to the new socioproductive conditions and fulfill the demands of new ecofriendly pest management tools. In this sense, this work shows that the EOPN and NEs are relatively safe for nontarget organisms, such as A. salina and T. molitor and could be act as a new bioinsecticides for the management of P. interpunctella.

En la actualidad los desechos generados en la industria alimentaria constituyen un problema medioambiental debido a su volumen y a sus características fisicoquímicas, siendo, en muchos casos, su disposición y tratamiento muy costosos para las empresas. Una alternativa promisoria es el desarrollo de estrategias innovadoras para la recuperación de los subproductos presentes en dichos desechos, permitiendo la revalorización y utilización de los mismos en la generación de diversas tecnologías encaminadas a desarrollar nuevos productos, creando así nuevas fuentes de riqueza que aportan una mayor rentabilidad al proceso industrial de partida. Dentro de este marco se tuvo como objetivo general estudiar a escala laboratorio la obtención o recuperación de subproductos y derivados de la industria oleaginosa y evaluación de sus posibles aplicaciones. Los objetivos específicos de esta tesis fueron: --Estudio de la recuperación de ceras y de aceite residual provenientes de los desechos del proceso de descerado en la elaboración de aceite de girasol. --Evaluación de la cantidad y calidad del aceite recuperado, con el fin de determinar la porción de aceite que actualmente es perdido y su potencial reutilización. --Determinación de la composición y las propiedades fisicoquímicas de las ceras de girasol recuperadas. --Análisis de la viabilidad del uso de las ceras de girasol recuperadas para la obtención de películas comestibles partiendo de emulsiones acuosas de pectina de bajo metoxilo y ceras de girasol. A continuación se detalla la organización del trabajo realizado. En el Capítulo 1 se hace una introducción general acerca de la producción de aceite de girasol en Argentina y la posición de este país en la exportación del mismo. Así mismo se detallan los componentes mayoritarios y minoritarios del aceite, enfocándose en las ceras de girasol y su valor agregado. A continuación se describe el proceso de extracción y refinación del aceite de girasol, con especial énfasis en la etapa de descerado o winterizado, la que genera tortas de filtración como residuo. Finalmente se resume una de las aplicaciones de las ceras de girasol, la elaboración de películas comestibles. En el Capítulo 2 se presenta la caracterización de tortas de filtración provenientes de dos industrias locales y el proceso de fraccionamiento a escala laboratorio del material lipídico, obteniéndose aceite de girasol recuperado y ceras de girasol purificadas. Además se analizan índices de calidad, color, composición en ceras y ácidos grasos del aceite para evaluar su posible reincorporación al proceso de refinación. Se caracterizan las ceras purificadas respecto a su color, comportamiento térmico y perfil de ceras y su composición en alcoholes grasos y ácidos grasos, con el fin de tener datos de interés para futuras aplicaciones en alimentos. En el Capítulo 3 se describe la elaboración y caracterización de emulsiones acuosas a base de pectina de bajo metoxilo y ceras de girasol purificadas (obtenidas en el Capítulo 2), cuyo uso específico será la producción de películas comestibles para alimentos. Se realiza el análisis de la estabilidad de las emulsiones en el tiempo, identificando fenómenos de desestabilización y evaluando su cinética, así como también se presentan los resultados del estudio de las propiedades reológicas de las emulsiones obtenidas, el tamaño de partícula presente y su distribución. También se presentan imágenes confocal para la visualización de las ceras de girasol y su dispersión en la matriz de pectina. En el Capítulo 4 se expone la elaboración y caracterización de películas comestibles obtenidas a partir de las emulsiones estudiadas en el Capítulo 3, analizando su resistencia al agua, permeabilidad al vapor de agua, propiedades mecánicas y comportamiento térmico. Además se muestran imágenes donde se observa en detalle la estructura de las mismas y la ubicación de las ceras de girasol en la matriz conformada por la pectina. Por último, en el Capítulo 5 se presentan las conclusiones generales originadas del estudio experimental desarrollado en la presente tesis, las publicaciones a las que dio lugar la tesis y las propuestas futuras de trabajo. / At present, the waste generated in the food industry is an environmental problem due to its volume and its physicochemical characteristics; in many cases, its disposal and treatment is very expensive for the companies. A promising alternative is the development of innovative strategies for the recovery of the byproducts present in such wastes, allowing their revaluation and use for the generation of technologies aimed at developing new products, creating new sources of wealth that contribute greater profitability to the industrial starting process. Within this framework, the general objectives were to: a) study, at a laboratory level, the obtaining or recovery of oil industry by-products and derivatives, and b) evaluate their possible applications. The specific objectives of this thesis were: --Study of the recovery of waxes and residual oil from the filtration cake, a waste from the winterization process of sunflower oil. --Evaluation of the quantity and quality of the recovered oil, in order to determine the amount of oil that is currently lost and its potential for reuse. --To determine the composition and physicochemical properties of the recovered sunflower waxes. --Analysis of the viability of the use of recovered sunflower waxes as an edible coating developed from aqueous emulsions of low methoxy pectin and sunflower waxes. The organization of the present thesis is detailed below. In Chapter 1 a general introduction about the production of sunflower oil in Argentina and the country's position in the export of sunflower oil is presented. Also the majority and minority components of the oil are detailed, focusing on sunflower waxes and its added value. In addition, the sunflower oil extraction process and refining is described, with special emphasis on the dewaxing or winterization step, which generates as waste the filter cakes. Finally, it is summarized one of the applications of the sunflower waxes, the elaboration of edible films. Chapter 2 describes the characterization of filter cakes from two local industries and the process of lipid material fractionation at laboratory level obtaining recovered sunflower oil and purified sunflower waxes. In addition, quality indices, color, wax content and fatty acid composition of oil are analyzed in order to evaluate its possible reincorporation into the refining process. In order to have data of interest for future food applications, purified waxes are characterized taking into account color, thermal behavior, wax profile and its fatty alcohols and fatty acids composition. Chapter 3 describes the preparation and characterization of aqueous emulsions based on low methoxyl pectin and purified sunflower waxes (obtained in Chapter 2), which specific use will be the production of food edible films. The analysis of its stability over time, identifying phenomena of destabilization and evaluating its kinetics is performed Results from the study of their rheological properties, particle size distribution and confocal images are also presented. In Chapter 4, the preparation and characterization of edible films obtained from emulsions studied in Chapter 3 are exposed. The water resistance, water vapor permeability, mechanical properties and thermal behavior of the films are analyzed. In addition, images are shown where the structure of the films and the location of the sunflower waxes in the matrix formed by the pectin are observed. Finally, Chapter 5 summarizes the main conclusions and resulting publications as well as proposes some future investigation lines.

El objetivo general de este trabajo de tesis es estudiar procesos de transformación de la biomasa de origen agroindustrial, en biodiesel y compuestos de alto valor agregado. Se llevaron a cabo estudios experimentales y de modelado termodinámico de procesos de reacción (transesterificación e hidrólisis) y separación, que incluyeron aspectos cinéticos y de comportamiento de fases. Los objetivos específicos planteados incluyen: - Estudiar la cinética de transesterificación de aceites con metanol y etanol supercrítico a través de ensayos experimentales realizados en un reactor tubular continuo, analizando el efecto de la presencia de agua y ácidos grasos libres en la mezcla reactiva. Se estudiaron en particular la etanólisis de aceite de girasol alto oleico con etanol absoluto y azeotrópico y la metanólisis de aceite de coco con y sin agregado de ácidos grasos libres. - Estudiar el procesamiento de borras provenientes del proceso de desgomado de aceites vegetales a fin de obtener ésteres de ácidos grasos por alcohólisis supercrítica y ácidos grasos por hidrólisis subcrítica. -Aplicar criterios de la ingeniería del equilibrio entre fases para proponer un proceso de fraccionamiento que permita recuperar monoglicéridos del producto de reacciones de transesterificación parcial de aceites vegetales. En el Capítulo 1 se introducen los métodos catalíticos de síntesis de biodiesel y las técnicas no-catalíticas que utilizan alcoholes en condiciones supercríticas. En el Capítulo 2 se presentan los equipos y procedimientos experimentales utilizados para llevar a cabo estudios de transesterificación e hidrólisis de aceites vegetales y borras, y el fraccionamiento de los productos de la metanólisis parcial de aceite de girasol. En el Capítulo 3 se detallan los modelos termodinámicos aplicables al cálculo de propiedades de las mezclas involucradas en los procesos de reacción y de separación estudiados en esta tesis. Se describe brevemente la disciplina de la ingeniería del equilibrio entre fases y su aplicación al desarrollo de procesos de reacción y separación. En el Capítulo 4, se presentan los estudios de cinética de transesterificación supercrítica llevados a cabo en un reactor tubular continuo, utilizando como reactivos metanol, etanol absoluto y azeotrópico, aceite de girasol alto oleico y aceite de coco con distintos grados de acidez. En el Capítulo 5, se detallan los estudios de alcohólisis supercrítica e hidrólisis a alta presión, de borras provenientes del proceso de desgomado de aceites vegetales. En el Capítulo 6 se presentan los resultados del estudio experimental y teórico del equilibrio entre fases de mezclas de ésteres, monoglicéridos y dióxido de carbono y su aplicación en el estudio de un proceso de extracción líquido-líquido de ésteres y monoglicéridos de alta pureza con CO2. En el Capítulo 7, finalmente se resumen las conclusiones generales de la tesis y se discuten posibles trabajos futuros. / The overall objective of this thesis is to study processes for the transformation of agroindustrial biomass into biodiesel and high added value products. Experimental and thermodynamic studies were carried out on reaction (transesterification and hydrolysis) and separation processes, involving kinetic and phase behavior aspects. The specific objectives include: - To investigate the kinetics of the transesterification of oils with supercritical methanol and ethanol, in experimental studies carried out in a continuous tubular reactor, analyzing the effect of water and free fatty acids contents in the reaction mixture. These studies included the ethanolysis of high-oleic sunflower oil with absolute and azeotropic ethanol and the methanolysis of coconut oil with and without the addition of free fatty acids. - To study the supercritical alcoholysis and subcritical hydrolysis of gums coming from the degumming process of vegetable oils, to obtain fatty acid esters and fatty acids, respectively. -To apply phase equilibrium engineering tools to propose a process to recover monoglycerides from the products obtained in the partial transesterification of vegetable oils. Chapter 1 discusses the catalytic and non - catalytic technologies applied and proposed for the synthesis of biodiesel from vegetable oils. The experimental equipment and procedures used to carry out the alcoholysis and hydrolysis of vegetable oils and gums, as well as the fractionation of the reaction products obtained in the partial methanolysis of sunflower oil, are presented in Chapter 2. Chapter 3 describes the thermodynamic models used in the calculation of the density and phase equilibrium conditions of the mixtures involved in the reaction and separation processes. Also, the phase equilibrium engineering discipline is briefly described and its application to the development of reaction and separation processes is presented. The kinetic studies on the continuous supercritical transesterification of high-oleic sunflower and coconut oils are presented in Chapter 4, based on the results of experiments carried out in a tubular reactor. Chapter 5 reports the results obtained in the supercritical alcoholysis and highpressure hydrolysis of gums coming from the degumming process of vegetable oils. Chapter 6 contains experimental and theoretical phase equilibrium studies on mixtures containing fatty acid esters, monoglycerides and carbon dioxide. An extraction process with carbon dioxide is proposed for the fractionation and purification of monoglycerides. Finally, in Chapter 7 the general conclusions of the thesis are summarized and possible future work is discussed.

El piojo de la cabeza, Pediculus humanus capitis De Geer (Anoplura: Pediculidae) es un problema de salud pública en todo el mundo. Este ectoparásito obligado infesta generalmente a los niños en edad escolar. En este trabajo se investigó la prevalencia de esta enfermedad en los jardines de infantes de la ciudad de Bahía Blanca y los factores de riesgo asociados; además se abordaron alternativas de control para este insecto por medio de insecticidas botánicos. De un total de 220 alumnos examinados (125 niñas y 95 varones), 94 mostraron pediculosis. La prevalencia general de la infestación de piojos fue de 42,7%. La pediculosis fue más frecuente en las niñas (53,6%) que en los varones (28,4%) y en pelos medianos, largos y muy largos. No se encontraron diferencias entre las clases socio-económicas, lo que indica que los piojos de la cabeza son relativamente comunes en los jardines de infantes de Bahía Blanca. El control mundial de P. h. capitis depende sobre todo de las aplicaciones continuas de insecticidas sintéticos. Aunque estos pediculicidas son aún eficaces, su uso repetido ha dado como resultado el desarrollo de resistencia. Estos problemas corroboran la necesidad de desarrollar un control selectivo. Los compuestos naturales, tales como aceites esenciales se han sugerido como fuentes alternativas para el control de estos insectos. En este trabajo, se evaluó la actividad adulticida y ovicida de los aceites esenciales (AEs) de hojas y frutos de Schinus areira, y hojas de Thymus vulgaris, Aloysia polystachia y Aloysia citriodora en adultos y huevos de P. h. capitis, utilizando bioensayos por exposición a vapores y a superficies tratadas. En los bioensayos por exposición a vapores, todos los AEs mostraron toxicidad frente a ambos estados. Sobre la base de los valores de TV50 (Tiempo de volteo 50), las hojas y frutos de S. areira fueron los más tóxicos en adultos y los AEs de S. areria y T. vulgaris, los más efectivos en huevos. En los bioensayos por exposición a superficies tratadas (sobre papel de filtro), el AE de T. vulgaris fue más tóxico que los demás aceites en huevos y adultos; los AEs de hojas y frutos de S. areira no mostraron efectos en ambos estados. Para introducir un pediculicida en el mercado es necesario analizar la efectividad de los compuestos y el efecto de éstos sobre el ser humano y el ambiente. Teniendo en cuenta estos conceptos, se realizaron pruebas de corrosión / irritación dérmica en conejos albinos de Nueva Zelanda. Los aceites esenciales no produjeron ni corrosión ni irritación en piel. Según los resultados obtenidos en este trabajo, el aceite esencial de hojas de T. vulgaris podría convertirse en una herramienta válida para el control de P. h. capitis, dado que a baja concentración y aplicado durante veintiún minutos, este AE produce un alto efecto de volteo en adultos (seguido de la mortalidad) y toxicidad en huevos. Por otra parte, este AE no genera corrosión / irritación cutánea. / The human head louse, Pediculus humanus capitis De Geer (Anoplura: Pediculidae) is a worldwide public health concern. This human obligate ectoparasite usually infests school age children. The aims of this work were to evaluate the prevalence of head lice and risk factors in kindergarten children from Bahia Blanca city. Otherwise, alternative control methods based on botanic insecticide were investigated. From a total of 220 pupils examined (125 girls and 95 boys), 94 showed pediculosis. The overall prevalence of head lice infestation was 42.7%. Pediculosis was more frequent in girls (53.6%) than in boys (28.4%) and in medium, long and very long hairs. No differences were found between socio-economic classes. This indicated that head lice in kindergarten from Bahía Blanca are relatively common. In recent years, P. h. capitis infestations have been increasing. The main worldwide control of this insect depends on synthetic insecticides continued applications. Although these pediculicides are still effective, their repeated use has sometimes resulted in the development of resistance. Natural compounds such as essential oils have been suggested as alternative sources for insect control agents. The adulticidal and ovicidal activity of essential oils (EOs) from leaves and fruits of Schinus areira and leaves of Thymus vulgaris, Aloysia polystachia and Aloysia citriodora were evaluated against both stages of P.h capitis through fumigant and direct contact bioassays. All EOs showed toxicity against adults and eggs in fumigation tests. On the basis of KT50 (knockdown of 50%) values, leaves and fruits from S. areira were more toxic against adults and S. areria and T. vulgaris against eggs. In filter paper contact bioassay, the EO from T. vulgaris was more toxic than the other ones against eggs and adults. When EO from leaves and fruits of S. areira were evaluated on both stages, no mortality was observed. In order to introduce a new pediculicide product, the effectivity of the compounds and their effects on human being and the environment must be analized. In consequence, dermal corrosion/irritation tests were improved in New Zealand albino rabbits. Results indicated that the EOs not produced these effects. According with the results, the essential oils from leaves of T. vulgaris would be a valid tool for the management of P. h. capitis. This essential oil produces a high knockdown effect in adults (followed by mortality) and toxicity in eggs when is applied for twenty one minutes and at a low concentration. No dermal corrotion/irritation was observed.

En la presente tesis doctoral se investigó la síntesis y caracterización de catalizadores monolíticos y su aplicación en tres importantes reacciones multifásicas: desoxigenación e hidrogenación de aceites vegetales y la oxidación de compuestos orgánicos no biodegradables en medio acuoso. El uso de catalizadores estructurados permite la intensificación de los procesos, mejorando el contacto reactivo-catalizador en una reacción multifásica y facilitando la posterior separación del sólido de los productos líquidos, reduciendo así los costos globales del proceso. El sustrato Al2O3/Al, utilizado en todos los catalizadores de esta tesis, fue obtenido por anodizado de placas de aluminio. Se investigaron diversos tratamientos con el objetivo de modificar las propiedades texturales de la alúmina anódica, lográndose generar la fase -Al2O3 firmemente adherida al aluminio. También se estudió la solubilidad del sustrato en medio acuoso a diferentes pH, encontrándose una buena resistencia a la disolución entre pH 2 a 10. La reacción de desoxigenación de aceites vegetales consiste en la remoción del oxígeno contenido en los ácidos grasos del aceite, a fin de obtener una mezcla de alcanos lineales que constituyen el green diésel, el cual puede ser utilizado directamente en los motores diésel convencionales. Para esta reacción se sintetizaron los catalizadores Pd/Al2O3/Al y Mo2C/Al2O3/Al. Cuando el catalizador Mo2C/Al2O3/Al fue testeado en la reacción de hidrodesoxigenación de ácido oleico, presentó una elevada selectividad hacia la saturación de los enlaces C=C y casi nula actividad en las reacciones de desoxigenación. En el caso del catalizador Pd/Al2O3/Al, se favorecieron las reacciones de hidrogenación, desoxigenación y craqueo catalítico del ácido graso, presentando un rendimiento a productos líquidos entre 72 y 88% en el intervalo de temperatura investigado. Los catalizadores monolíticos mantuvieron su elevada actividad catalítica inicial durante 6 h. La industria textil es considerada como una de las actividades más contaminantes, generando una gran cantidad de efluentes con colorantes, los cuales necesitan ser tratados para poder ser vertidos debidamente. Se sintetizaron catalizadores monolíticos Nb2O5/Al2O3/Al por impregnación húmeda de oxalato de niobio, lográndose generar una capa de niobia firmemente adherida al soporte y estable en medio acuoso. El catalizador presentó una elevada actividad en la degradación de azul de metileno en presencia de peróxido de hidrógeno a temperatura ambiente, alcanzando niveles de degradación del colorante mayores al 95% en 150 min. El catalizador Nb2O5/Al2O3/Al mantuvo su elevada actividad catalítica luego de 10 usos consecutivos, inclusive para un efluente textil modelo. La hidrogenación de aceites vegetales es un proceso de gran interés, por el cual se mejora la consistencia y resistencia oxidativa del aceite permitiendo su uso en una gran diversidad de aplicaciones. Para esta reacción se sintetizaron los catalizadores Pt/-Al2O3 (polvo) y Pt/Al2O3/Al (monolítico). Ambos catalizadores presentaron una elevada actividad y selectividad catalítica, manteniendo su actividad inicial en usos consecutivos. Se realizó el modelado matemático del reactor, para ambos catalizadores en sus respectivas configuraciones: reactor slurry y con agitador monolítico. Se consideraron las reacciones de hidrogenación e isomerización y los fenómenos de transferencia de masa involucrados en el proceso. Se reprodujo en forma satisfactoria los resultados experimentales obtenidos para ambos catalizadores. A partir de los resultados experimentales y el modelo matemático del reactor, se desarrolló un análisis técnico-económico para la implementación a escala industrial del catalizador Pt/Al2O3/Al en el proceso de hidrogenación de aceite vegetal. Se encontró que el proyecto es factible, siendo el costo del aceite de girasol refinado el parámetro más relevante en la rentabilidad del proyecto. Por otro lado, cuando se analizó la posible implementación del catalizador Nb2O5/Al2O3/Al en el tratamiento de efluentes textiles, los resultados preliminares obtenidos avalaron su factibilidad económica. / This Ph.D. Thesis deals with the synthesis and characterization of monolithic catalysts and their application in three important multiphase reactions, namely, deoxygenation and hydrogenation of vegetable oils and oxidation of non-biodegradable organic compounds present in aqueous medium. The use of structured catalysts allows the intensification of the processes, improving the reagent-catalyst contact in a multiphasic reaction and simplifying the subsequent separation of the solid catalyst from the liquid products, thus reducing the overall costs of the process. The Al2O3/Al substrate, common to all catalysts within this thesis work, was obtained by anodizing aluminum plates. Different treatments were investigated aiming the modification of the textural properties of the anodic alumina, which finally led to a procedure enabling the generation of a -Al2O3 phase firmly bonded to the aluminum substrate. The solubility of the substrate in aqueous medium at different pH was studied as well, finding appropriate resistance to dissolution in the pH range 2-10. The reaction of deoxygenation of vegetable oils consists on the removal of the oxygen contained in the fatty acids of the oil to achieve a mixture of linear alkanes that constitute the green diesel, which can be used directly in conventional diesel engines. The catalysts Pd/Al2O3/Al and Mo2C/Al2O3/Al were synthesized to conduct the deoxygenation reaction. The Mo2C/Al2O3/Al catalyst was tested in the hydrodeoxygenation reaction of oleic acid, showing high selectivity towards the saturation of the C = C bonds and negligible activity for the deoxygenation reactions. Regarding the Pd/Al2O3/Al catalyst, the hydrogenation, deoxygenation and catalytic cracking reactions of the fatty acid were favored, presenting a yield to liquid products between 72 and 88% in the temperature range under study. It´s worth mentioning that the monolithic samples maintained a high initial activity for 6 h. The textile industry is usually considered as one of the most polluting activities, generating a large amount of effluents with dyes, which require treatment before final disposal. Monolithic Nb2O5/Al2O3/Al catalysts were synthesized by wet impregnation of niobium oxalate, managing to generate a niobia layer firmly adhered to the support and stable in aqueous medium. The catalyst showed a high activity in the degradation of methylene blue in the presence of hydrogen peroxide at room temperature, reaching levels of dye degradation exceeding 95% after 150 min. The Nb2O5/Al2O3/Al catalyst also proved successful regarding reuse, maintaining a high catalytic activity after 10 consecutive experiences, including among them a model effluent of the textile industry. The hydrogenation of vegetable oils is a widespread industrial process, by which both the consistency and the oxidative resistance of the oil are improved, allowing its use in a wide variety of applications. This Thesis reports results concerning the synthesis, characterization and reaction evaluation of Pt/-Al2O3 (powder) and Pt/Al2O3/Al (monolithic) catalysts aiming the hydrogenation of sunflower oil. Both catalysts presented a high activity and catalytic selectivity, maintaining their initial activity in consecutive uses. Mathematical models to represent the semi-batch reactor behavior were developed for both catalysts configurations, namely, a slurry reactor and a reactor with monolithic stirrer. Hydrogenation and isomerization reactions as well as the mass transfer phenomena involved were considered. The experimental observations for both catalytic systems were successfully reproduced. Based on the experimental results and the mathematical model of the reactor, a technical-economic analysis was developed aiming the industrial-scale implementation of the Pt/Al2O3/Al monolithic catalyst in the hydrogenation process of vegetable oils. The project was found to be feasible, arising the cost of the refined sunflower oil as the most relevant parameter in the profitability of the project. On the other hand, regarding a possible implementation of the Nb2O5/Al2O3/Al monolithic catalyst towards the treatment of textile effluents, the achieved preliminary results support its economic feasibility. / TEXTO PARCIAL en período de teletrabajo

En esta tesis se estudia la adsorción de los ácidos oleico y cis-3-hexenoico sobre las superficie Ni(111) y PtNi(111) mediante el método semiempírico de Hückel extendido implementado con el programa de Superposición Atómica y Deslocalización Electrónica (ASED) y el método de primeros principios basado en la teoría del funcional de la densidad (DFT) utilizando el programa de cálculo Viena Ab-initio Simulation Package (VASP). Se establecen las características estructurales en el proceso de adsorción de los ácidos monoinsaturados oleico y cis-hexenoico sobre catalizadores de Ni(111) y bimetálicos PtNi(111). Se determina la geometría de adsorción para obtener la energía mínima total y el sitio preferencial de adsorción. Se estudia la rotura de enlaces y se analiza la estructura electrónica y el enlace químico entre las especies involucradas en el proceso de adsorción. Se estudia el efecto catalítico que produce el agregado de promotores de diferentes elementos químicos en la superficie. Se realizan estudios teóricos sobre el espectro de frecuencias de vibración del ácido adsorbido. Se realizan estudios sobre la selectividad de los enlaces COOH y C=C. Se compara la actividad catalítica de los catalizadores estudiados. / In this thesis it is presented the study of the oleic and cis-3-hexenoic acids adsorption on Ni(111) and PtNi(111) surfaces through the extended semi-empirical Hückel method used within the Atomic Superposition and Electronical Delocation (ASED) program, and the first principles method based on the Density Functional Theory (DFT) using the Viena Ab-initio Simulation Package (VASP) calculation program. It is established the structural characteristics of the oleic and cis-hexenoic monounsaturated acids adsorption on Ni(111) and bimetallic PtNi(111) catalysts. The adsorption geometry is determined in order to obtain the total minimal energy and the adsorption preferential site. The bond breaking is studied and the electronic structure and the chemical bond are analyzed. It is studied the catalytic effect produced by the different chemical promoters added on the surface. Theoretical studies about the adsorbed acid vibration frequencies spectrum are developed. Studies about the COOH and C=C bonds selectivity are presented. A comparison of the catalytic activity of the studied catalysts is performed.