Seminario de Título entregado a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al Título de Ingeniero en Biotecnología Molecular / La celulosa es un polisacárido que se encuentra presente en la naturaleza, el cual es de importancia mundial, debido a sus propiedades únicas que lo hacen fundamental en aplicaciones industriales tan diversas, como lo son en la producción del papel, en la industria biomédica, en el vestuario, cosméticos, entre otros. No sólo los organismos vegetales son capaces de producir celulosa, sino que también microorganismos como las bacterias Acetobacter, entre ellas la bacteria Gluconacetobacter xylinus (G. xylinus), la cual es el organismo más estudiado por el rendimiento de biopelícula producida, como también por la fuente de celulosa limpia obtenida sin necesidad de purificación. Sin embargo, este rendimiento varía según las condiciones en las que crece la bacteria, como lo son la fuente de glucosa utilizada y la oxigenación que necesita al ser un microorganismo aeróbico estricto. Se ha utilizado esta bacteria a nivel industrial de producción, no obstante, el alto costo de mantenimiento por las necesidades antes mencionadas, no ha logrado concretar el potencial que esta fuente entrega. Es por esto, que en el presente estudio se buscó una fuente natural de oxigenación, como lo es la microalga Chlorella vulgaris (C.vulgaris), la cual es de fácil manejo y económicamente rentable de mantener en laboratorio por sus amplios usos, como también su capacidad de producir oxigeno bajo luminosidad constante como fotoperiodo. Así es como en este trabajo de investigación se caracterizó el crecimiento de G. xylinus y C. vulgaris. Luego, se realizaron co-cultivos (CC) y cultivos separados (CS) entre ambos microorganismos. El objetivo de esta investigación fue estudiar la capacidad de optimizar la producción de celulosa bacteriana, entregando oxigenación controlada xv desde las microalgas fotosintéticamente activas (bajo fotoperiodo y luz constante) hacia el cultivo bacteriano. Nuestros resultados indican que, mediante la metodología de CS y bajo luminosidad constante al sexto día de cultivo estático, se produjo un rendimiento de celulosa bacteriana, dos veces mayor al producido por los controles, siendo el oxígeno producido por las microalgas esencial para esta producción. Estos resultados sugieren que sería más eficiente producir CS por sólo seis días que dejar cultivos por doce días estáticos, siendo factible producir más de dos cultivos para producir un mayor rendimiento que uno por más días. / Cellulose is a polysaccharide that is present in nature, which is of global importance, due to its unique properties that make it essential in industrial applications as diverse as in paper production in the biomedical industry, clothes, cosmetics, among others. Not only are plants capable of producing cellulose, but also microorganisms such as the bacteria Acetobacter, including the bacteria Gluconacetobacter xylinus (G. xylinus), which is the organism most studied for the biofilm yield produced, as well as by the source of clean cellulose obtained without purification. However, this yield varies depending on the conditions in which the bacteria grow, such as the source of glucose used and the oxygenation it needs as a strict aerobic microorganism. This bacteria has been used at the industrial production level, however, the high cost of maintenance because of the aforementioned needs, has failed to realize the potential that this source delivers.For this reason, in the present study, a natural source of oxygenation was sought, as is the microalga Chlorella vulgaris (C.vulgaris), which is easy to use and economically profitable to maintain in the laboratory for its wide uses, as well as its ability to produce oxygen under constant light as photoperiod. Therefore,the growth of G. xylinus and C. vulgaris was characterized in this research work, by performing co-cultures (CC) and separate cultures (CS) between both microorganisms. The objective of this research was to study the ability to optimize the production of bacterial cellulose, by delivering controlled oxygenation from photosynthetically active microalgae (under photoperiod and constant light) to the bacterial culture. xvii Our results indicate that, through the CS methodology and under constant luminosity at the sixth day of static cultivation, a yield of bacterial cellulose, was produced twice as high as that produced by the controls, the oxygen produced by the microalgae being essential for this production. These results suggest that it would be more efficient to produce CS for only six days than to leave cultures for twelve static days, being feasible to produce more than two cultures to produce a higher yield than one for more days. / Programa de Estímulo a la Excelencia Institucional (PEEI) de la Universidad de Chile

Ingeniera Civil Química / La celulosa es un polímero natural. Industrialmente se obtiene a partir de madera y su principal uso es la fabricación de papel. El proceso más utilizado actualmente en la industria es el Kraft, ya que permite la recuperación de químicos y la obtención de energía, por lo que tiene mayor eficiencia respecto a otros métodos. El presente trabajo se realiza en conjunto con CMPC Celulosa, una filial de la compañía CMPC, en el marco de un proyecto de excelencia operacional. La empresa produce el 45% del total de celulosa chilena. El enfoque del trabajo es en la Línea de Fibra de mayor capacidad de la planta Santa Fe. Ésta cuenta con estanques de almacenamiento entre las áreas, con el objetivo de enfrentar la variabilidad que puede presentar la producción de las secciones. La mayor capacidad la tienen las torres de pasta blanca que pueden contener hasta 1800 ADt. Según un análisis de la empresa, al menos un 30% de las pérdidas que tuvieron en la planta durante el 2016 se debe a un mal manejo de los inventarios durante las paradas. A raíz de eso, el objetivo de este estudio es diseñar e implementar un modelo para optimizar el nivel de los inventarios en los estanques de almacenamiento de pulpa. Las mayores probabilidades de falla, durante el 2016, la presentaron las áreas de secado en la Línea de Fibra y evaporadores para el caso de Recuperación y Energía. Se logró implementar un modelo en Excel, que permite definir el nivel óptimo de las torres de pasta blanca, considerando la aleatoriedad de las fallas. Según los datos, para el año 2016 el óptimo correspondería a 410 ADt, permitiendo reducir las pérdidas en un 70% para los casos analizados. A partir de los principios de la ética profesional, se pudo determinar los principales efectos relacionados al desarrollo de este estudio y su posible implementación, destacando el aumento del bien social, el ambiental y el económico de la empresa. La reflexión ética permitió entregar una visión general y contextualizada del trabajo. Como principal conclusión se tiene que a partir de la operación del modelo, se logró determinar la existencia de un nivel óptimo para el estanque de pulpa blanca y que este valor no es único para el proceso, depende de algunas variables, resultando más sensible para cambios en las probabilidades de falla y en los tiempos de falla. Además, se determinó que el modelo de reflexión ética es replicable en diferentes contextos dentro del ejercicio profesional, y se recomienda promoverlo al interior de la empresa.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Químico / 05/03/2024

Seminario de Título para optar al Título de Ingeniera en Biotecnología Molecular. / Actualmente, el uso de enzimas celulasas, debido a su capacidad de degradar celulosa, ha crecido enormemente y ha sido reportado en industrias como la alimentaria, cervecera y vitivinícola, en la industria alimentaria animal, industrias textil y de detergentes, papelera, y de biocombustibles. En la naturaleza estas enzimas son producidas por hongos y bacterias, y son principalmente secretadas al medio extracelular. Estas enzimas pertenecen a una familia compuesta de al menos tres grupos: exo-celobiohidrolasas (CBH), endo-β-1,4 glucanasa (EG) y β-glucosidasa (BG), las cuales forman parte de un complejo catalítico que actúa de manera sinérgica, en compañía de otras enzimas, degradadando la biomasa. Debido al requerimiento de degradar celulosa por parte de diferentes industrias y ante las condiciones en las cuales se realiza este proceso, como la alta temperatura, el diseño de nuevas enzimas, realizando modificaciones sobre secuencias de proteínas mesófilas ya existentes sugiere ser una buena alternativa. En un estudio anterior, con el fin de generar un método bioinformático predictivo para termoestabilización de proteínas, se analizó el efecto de la temperatura sobre la estructura de la exo-celobiohidrolasa I Cel7C del hongo Phanerochaete chrysosporium usando métodos de dinámica molecular. Como resultado de esto se propuso la introducción de tres puentes disúlfuro, cada uno para una proteína Cel7CDC mutante diferente, los que deberían aumentar la rigidez de la estructura a altas temperaturas, y por lo tanto, su termoestabilidad. Con el objetivo de corroborar experimentalmente el método de predicción bioinformática utilizado, en este trabajo se implementó uno de los tres puentes disúlfuros propuestos para Cel7CDC. Para esto se realizó mutación sitio dirigida mediante la técnica de PCR con partidores que contenían la mutación en su interior, con objeto de generar dos mutaciones puntuales en el gen codificante. Con esto se reemplazó la fenilalanina 325 y la glicina 379 de la cadena aminoacídica de la proteína madura, por cisteínas. Las variantes del gen generadas fueron clonadas en los vectores pBluescript II SK (+) y fueron perpetuadas en E. coli TOP10, y también en el vector pPIC9k para ser expresadas en P. pastoris KM71. Se realizó la transformación y la selección de las variantes de P. pastoris se llevó a cabo por prototrofía en ausencia de histidina y luego con concentraciones crecientes de G418 según protocolos de selección del vector pPIC9k. La selección fue verificada mediante PCR de colonias y secuenciación. La expresión se llevó a cabo según el manual de expresión en P. pastoris con el vector, y tras ser analizadas mediante ensayos de actividad y zimogramas, no se encontró actividad asociada a ellas.

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN FINANZAS / Cornejo Vargas, Miguel [Parte I mediante método de múltiplos], Pérez Angellotti, Roberto [Parte II mediante método de flujo de caja descontado] / Este informe presenta la valoración por Múltiplos de Empresas CMPC S.A., firma que se encuentra enfocada en los negocios: celulosa-forestal, papel y tissue. Este último, junto con la celulosa, conforma el 70% de los ingresos de la empresa. Entre las empresas competencia de CMPC, se encuentran Suzano papel e Celulose S.A, Fibria Celulose S.A, Empresas Copec S.A, Svenska Cellulosa AB (SCA), entre otras. La compañía actualmente se encuentra en un proceso de fuertes inversiones, financiadas mayormente con deuda financiera, bancaria (22%) y bonos (76%). Posee una serie de bonos emitidos en el extranjero, con una clasificación crediticia de investment grade. Se valoró CMPC según Valoración los Múltiplos; EV/EBIT, EV/EBITDA, EV/Sales, Precio/Ventas, Precio/Ganancias y Precio/Valor Libro con información obtenida de los reportes financieros y la terminal SEBRA de la Bolsa de Comercio de Santiago a septiembre de 2017. Para obtener estimaciones de precio a partir de las ratios de la industria (promedios de comparables de CMPC). Con esto, se obtuvo un rango de precio de UF 0,013 a UF 0,115 por P/U y EV/EBITDA, respectivamente. / Este informe presenta la valoración por Flujo de Caja Descontados de Empresas CMPC, firma que se encuentra enfocada en los negocios: celulosa-forestal, papel y tissue. Este último, junto con la celulosa, conforman el 70% de los ingresos de la empresa. Entre las empresas competencia de CMPC, se encuentran Suzano papel e Celulose S.A, Fibria Celulose S.A, Empresas Copec S.A, Svenska Cellulosa AB (SCA), entre otras. La compañía actualmente se encuentra en un proceso de fuertes inversiones, financiadas mayormente con deuda financiera, bancaria (22%) y bonos (76%). Posee una serie de bonos emitidos en el extranjero, con una clasificación crediticia de investment grade. Se valoró CMPC según los flujos de caja libre a 5 años proyectados a partir de los datos históricos desde el 2013 a septiembre 2017, expresados en UF. Los ingresos se estimaron utilizando el promedio de las tasas de crecimientos que se han registrado desde año 2013, a septiembre de año 2017 para cada segmento, siendo el resultado obtenido multiplicado por la significancia relativa del total de ingresos por segmentos observados a septiembre de año 2017. Mientras que los Costos y GAV se estimaron como una proporción sobre los ingresos ordinarios consolidados, respecto a datos anuales de los últimos 5 años. Otras partidas operacionales como la Depreciación, y Otros Ingresos (Egresos) y las partidas no operacionales fueron proyectadas asumiendo un supuesto que las considera como constante, y su cálculo se obtiene derivado de la división de los meses contenidos en la cuenta (9) del resultado obtenido para esta cuenta al 30 de septiembre del año 2017, para luego multiplicarlas por los meses contenidos en el años (12).

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN FINANZAS / En este informe se realiza una valoración de Empresas CMPC S.A. al 30 de junio del año 2016, mediante el método de flujo de caja descontado (FCD). CMPC clasifica sus áreas de negocios en los segmentos forestal-celulosa, papeles y tissue, siendo el primero de estos el que concentra más del 45% de los ingresos de la compañía, esto a partir de la puesta en marcha en mayo del año 2015 de la segunda línea de producción de la planta Guaiba (Brasil) que permitió incrementar en un 46% la capacidad de producción de celulosa de la empresa. A partir de los datos históricos de CMPC para los años 2012-2016 obtenido de sus estados financieros, se realizó una proyección de 5 años a partir del 2016 previo estudio de la descripción, industria y financiamiento con el que la empresa opera. Posteriormente, se estimó una tasa de costo de capital (WACC) del 7,66% considerando la estructura de capital objetivo vigente a junio del año 2016 y un costo de la deuda correspondiente al último YTM (tasa de mercado) de un bono a largo plazo registrado a junio del año 2016. Como este bono corresponde a una colocación nacional (BCMPC-G), es que en la utilización de datos históricos para los estados financieros se emplea la UF de cada año, para posteriormente proyectar dichos estados financieros en aquella unidad. Los ingresos fueron estimados por segmento operativo, en base a proyecciones de mercado e información histórica y anuncios de la compañía. En tanto, los costos (operacionales y no operacionales) se estimaron como una proporción de los ingresos ordinarios, los que fueron analizados en forma semestral de acuerdo a la información obtenida de los periodos 2012 al 2016. De esta forma, para el cálculo del precio de la acción se determinó el valor de la empresa con un valor terminal sin crecimiento, sumando la caja y el exceso o déficit de CTON. Finalmente, se restó la deuda financiera obteniendo un precio de la acción para Empresas CMPC S.A. de $860,91.

Esta tesis presenta en un primer capítulo la introducción a la temática del empleo de la biomasa como fuente de energía renovable y de productos químicos de alto valor agregado, y describe las diferentes técnicas para su transformación. Además, se presenta una revisión bibliográfica referida al empleo de la biomasa en general. Se describe en esta primera parte la composición y estructura molecular de la biomasa, aspectos claves para comprender algunos fenómenos de los procesos de transformación de la misma. Se introducen los aspectos teóricos y prácticos de la técnica pirólisis. También se describen las características de la fracción sólida, la líquida y la gaseosa, obtenidas por pirólisis y sus principales aplicaciones. En el capítulo 2 se explica la metodología utilizada en la tesis para llevar a cabo la conversión de biomasa por pirólisis. Se presentan además, los materiales celulósicos que fueron empleados en el desarrollo de este trabajo: celulosa microcristalina y pulpa proveniente de la industria papelera durante el proceso Kraft. Se describen los sistemas de conversión utilizados, tres metodologías de pirólisis, uno dinámico: el equipo de pirólisis rápida y dos estáticos: pirólisis en reactor batch y pirólisis inducida por microondas. Se detalla la metodología de pre-tratamiento al material de partida y los tipos de catalizadores heterogéneos evaluados en los experimentos catalíticos. Dentro de los catalizadores, se utilizan SiO2 (de 310 y 1000 m2/g), Nb2O5 (143 m2/g), CeO2 (240 m2/g) y sólidos mesoporosos de la familia MCM-48, en su forma silícea pura y conteniendo Al y/o Fe. Se definen brevemente las técnicas de caracterización tanto del material de partida como así también de los productos obtenidos. En los capítulos 3 y 4 se desarrolla el tema principal de esta tesis, es decir, los parámetros experimentales que deben seleccionarse para obtener el mayor rendimiento de producto líquido enriquecido en compuestos de alto valor agregado. Se lleva a cabo la caracterización, principalmente mediante GC acoplada a detección por masas, de los principales compuestos obtenidos en el bio-líquido de interés en la industria farmacéutica, como los son los anhidroazúcares levoglucosan y levoglucosenona. También se estudia el residuo carbonoso remanente en los experimentos de pirólisis. Se presentan los resultados para la celulosa microcristalina (capítulo 3) y pulpa de papel Kraft (capítulo 4). En estos capítulos se estudia el efecto de diversos parámetros (empleo y naturaleza de catalizador, temperatura, pre-tratamiento) en el rendimiento de las fracciones líquidas, sólidas y gaseosas, y cómo influyen los mismos en la composición del pirolizado. El capítulo 5 comprende las aplicaciones del residuo sólido carbonoso resultante de la pirólisis de ambos materiales celulósicos estudiados. Una de estas aplicaciones es el empleo del biocarbón como soporte de nanocatalizadores trimetálicos y la aplicación de los mismos en la electro-oxidación de metanol. También se analizó el biocarbón obtenido, estudiando los aspectos morfológicos y biológicos del material para un potencial uso de los mismos como enmienda de suelos. Se concluye que los carbones provenientes de la pirólisis de celulosa y pulpa Kraft presentan características que pueden ser empleados en ambas áreas. En un último capítulo se presentan las conclusiones generales, y el trabajo futuro que se avizora a partir de los resultados de esta tesis. / The first Chapter of this work regards the use of biomass as a source for renewable energy and valuable chemicals. Different techniques for biomass transformations are described. Besides a revision of published works is provided. In this chapter the composition and structure of biomass, which are fundamental aspects in order to understand the nature of the transformation process of biomass, are described. Both theoretical and practical approaches regarding the pyrolysis technique are discussed. The main properties of the three phases obtained from pyrolysis, the charcoal like solid, the bio-liquid and the gases are detailed, as well as the different uses of these products. In Chapter 2 the methodology employed in this study is depicted. The different cellulosic materials are described: microcrystalline cellulose and cellulosic waste from the Kraft process in the paper industry. The three experimental devices employed are as follows: a fast pyrolysis reactor, a static reactor and a microwave-assisted reactor. The methodology of the pre-treatment of the different cellulose samples is also described. The heterogeneous catalysts used for carrying out pyrolysis are introduced and the corresponding methodology for their characterization is described. The catalysts studied in this work were: SiO2 (310 and 1000 m2/g), Nb2O5 (143 m2/g), CeO2 (240 m2/g) and mesoporous catalysts of the MCM-48 type (the pure siliceous form and samples containing Al and Fe). The description of the techniques employed for characterizing the cellulosic materials, the catalysts and the reaction product is carried out. In Chapters 3 and 4 the main subject of this work is studied: the conditions that should be followed for producing valuable chemicals. The characterization of the main products in the bio-liquid, which are valuable as precursors of pharmaceutical compounds (as levoglucosan and levoglucosenone) is carried out mainly by GC coupled with a mass detector. The results corresponding to microcrystalline cellulose (Chapter 3) and Kraft pulp (Chapter 4) are reported. In these chapters the effect of different experimental parameters (the use of catalysts and their nature, temperature, pre-treatment) on the yield to solid, liquid and gas phases, and on the composition of the bio-liquids, are discussed. In addition, the carbonaceous waste of pyrolysis is studied. Chapter 5 regards the employment of the charcoal like solid from pyrolysis as a support for trimetallic (Pt-Ru-Cu) nanocatalysts for using the electrooxidation of methanol. Besides de biochar is analyzed for upgrading of soils, analyzing physicochemical and biological properties. It is concluded that the charcoal can be employed for both uses: as a support for metallic catalysts and for upgrading of soils. Finally general conclusions of the work are presented as well as the future studied that could be envisaged in the context of the conclusion of the present work.

La elevada demanda de energía ha aumentado el interés en el uso de biomasa lignocelulósica para la producción de biocombustibles, en el cual las enzimas hidrolíticas termófilas y termoestables juegan un rol importante. En este contexto, el objetivo de la presente investigación fue aislar y seleccionar bacterias termotolerantes celulolíticas y xilanolíticas de las fuente termales Chancos, Olleros y Huancarhuaz, ubicados en el Callejón de Huaylas, Ancash – Perú. El aislamiento de las bacterias se hizo a partir de muestras frescas, enriquecidos ex situ y enriquecidos mediante cebos dejados in situ; se usó medio basal salino (MBS), 50°C y 6,5 de pH. La selección se realizó mediante la coloración con Rojo Congo sobre placas de cultivo suplementados con carboximetil celulosa (CMC) o xilano. Para la identificación taxonómica se analizó el gen 16S rDNA. Se cuantificó la actividad endoglucanasa, celulasa total y xilanasa de las cepas seleccionadas. A los extractos enzimáticos con los mejores resultados se les determinó la temperatura óptima, pH óptimo, y la estabilidad térmica. Se aislaron 62 cepas de bacterias, de las cuales 29 mostraron halos de hidrólisis en CMC y xilano. Mediante el análisis del gen 16S rDNA se encontró que las cepas seleccionadas correspondían a Bacillus licheniformis, B. subtilis y Cohnella laeviribosi. La mayor actividad de celulasa y xilanasa se obtuvo en B. subtilis DCH4, B. subtilis DO6, B. licheniformis EPO2 y C. laevibosi EHB4. Ensayos posteriores en estas cepas mostraron actividades endoglucanasas óptimas entre 45-60°C y pH entre 5-6. Las actividades xilanasas óptimas se obtuvieron entre 55-65°C y pH entre 6-7. El 50% de la actividad endoglucanasa de C. laevibosi EHB4 se mantuvo después de una incubación a 80°C por 1 hora, resultado similar se obtuvo en la actividad xilanasa de B. licheniformis EPO2. Se ha demostrado la presencia de bacterias termotolerantes celulolíticas y xilanolíticas en las fuentes termales de Chancos, Olleros y Huancarhuaz. Las cepas C. laevibosi EHB4 y B. licheniformis EPO2 podrían ser utilizadas en el desarrollo de procesos de bioconversión de biomasa lignocelulolítica. / The high demand of energy has increased interest in the use of lignocellulosic biomass to produce biofuel, wherein thermophilic and thermostable hydrolytic enzymes play an important rol. In this context, the aim of this investigation was to isolate and select thermotolerant cellulolytic and xylanolytic bacteria from Chancos, Olleros and Huancarhuaz hot springs located in the Callejon de Huaylas, Ancash - Peru. Isolation of bacteria was performent using fresh samples, ex situ enrichment and in situ baiting, in basal salt medium at 50°C and pH 6,5. The selection was performed by staining Congo Red on culture plates supplemented carboxymethyl cellulose (CMC) or xylan. For taxonomic identification 16S rDNA gen was used. Endoglucanase, total cellulase and xylanase activities were quantified in selected strains. Some crude enzyme extracts that shown the best results were tested to determinated optimum temperature, optimum pH, and thermal stability. It was isolated 62 bacterial strains and 29 showed hydrolysis halo on CMC and xylan plates. The 16S rDNA gene analysis determined that the selected strains correspond to Bacillus licheniformis, B. subtilis and Cohnella laeviribosi. The highest cellulase and xylanase activities were obtained to B. subtilis DCH4, B. subtilis DO6, B. licheniformis EPO2 and C. laevibosi EHB4. Subsequent assays in these strains showed endoglucanase activity optimum betwee n 45-60°C and 5-6 of pH. The xylanase activity optimum was obtained at 55-65°C and pH 6-7. Fifty percent of the endoglucanase activity of C. laevibosi EHB4 after incubation at 80 ° C for 1 hour is maintained, a similar result was obtained in the xylanase activity of B. licheniformis EPO2. It was been demostrated the presence of cellulolytic and xylanolytic thermotolerant bacteria in Chancos, Olleros and Huancarhuaz hot springs. C. laevibosi EHB4 and B. licheniformis EPO2 may contribute to the development of lignocellulosic biomass bioconversion process. Keywords: Thermotoleran, hot spring, cellulases, xylanases, Bacillus, Cohnella.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química / Ingeniera Civil en Biotecnología / Existe una preocupación mundial por la disponibilidad de los combustibles fósiles para suplir la demanda de energía en el mundo, que aumenta año a año, y los problemas ambientales que su uso genera. Así, el bioetanol lignocelulósico ha surgido como una adecuada alternativa para reemplazar parcialmente la gasolina, pero todavía su costo no es competitivo con el petróleo o gasolina. El proceso de producción de bioetanol consta de tres etapas principales: pretratamiento, hidrólisis y fermentación. Específicamente, la hidrólisis es catalizada por celulasas y es una de las etapas con grandes proyecciones a disminuir su costo, por lo que este trabajo se enfoca en esta etapa, principalmente en el desarrollo de nuevas celulasas, que puedan aportar al desarrollo actual y a lograr reducir el costo de producción del bioetanol. El objetivo de este trabajo fue aislar y caracterizar el gen que codifica para una endoglucanasa del hongo Trametes versicolor y expresar la enzima en el sistema de expresión de Pichia pastoris. A partir de dos fragmentos de la secuencia del gen, se obtuvo una secuencia con el dominio catalítico completo, llamada tveg. La secuencia se clonó en el vector pPICZαA y se transformó células de la cepa GS115 de P. patoris para expresar la proteína en forma extracelular. Luego se realizó una curva de inducción y se estudió la expresión de la enzima en la fracción extracelular e intracelular. El análisis de la expresión se realizó mediante ensayos de actividad sobre carboximetilcelulosa (CMC) en medio sólido y en medio líquido, zimogramas y geles SDS-PAGE. El análisis de tveg mediante BLASTX mostró, con un 90% de identidad, que corresponde a la secuencia de una endoglucanasa del hongo T. versicolor, perteneciente a la familia 5 de las glicosil hidrolasas. Los ensayos en medio sólido revelaron actividad enzimática en la cepa recombinante GS115, indicando que la expresión fue exitosa. Por otra parte, los ensayos en medio líquido de la cepa GS115-TvEG permitieron cuantificar la actividad de la endoglucanasa TvEG recombinante, produciendo 8,3 U/l de cultivo a las 84 horas de inducción con metanol, de las cuales un 50% se encontraba en la fracción extracelular y un 50% en la fracción citoplasmática. Los zimogramas corroboraron los resultados de los ensayos en medio líquido y en los geles SDS-PAGE se vio una proteína con un peso molecular aparente de 90 kDa, mucho mayor a los 30 kDa estimados para TvEG, posiblemente por hiperglicosilación y/o problemas de corte de la señal de secreción. Por otro lado, se estudió la producción de celulasas nativas del hongo T. veriscolor en Avicel, CMC y astillas de Lenga como fuente de carbono. Con CMC se logró mayor producción de actividad celulolítica, llegando a un máximo de 225 U/l a los 6 días de cultivo. La gran diferencia entre el sistema nativo y el sistema recombinante, y la comparación con otros estudios, indican que la expresión de TvEG debe y puede ser mejorada.

Ingeniera Civil Química / Uno de los problemas que afecta a la industria papelera es la pérdida de fibra debido a los grandes costos que conlleva, correspondiendo aproximadamente al 3,3% en relación al costo de producción. Esta situación se ve magnificada en los procesos con mayor proporción de papel reciclado por su contenido de contaminantes. A raíz de esto, surge la necesidad de cuantificar las pérdidas actuales de fibra de la empresa Papeles Cordillera de CMPC, que están siendo derivadas hacia la planta de tratamiento de efluentes y de evaluar el beneficio económico de recuperación. Para lograr esto, el presente estudió analizó equipos y procesos que separen la fibra de contaminantes, además de evaluar estrategias que permitan recuperar parte de la fibra reutilizable (fibra de buena calidad entendida como partículas retenidas en malla Tyler 28 y 48) que podría llegar a ser utilizada en la fabricación de papel. Así, el objetivo principal de este trabajo fue evaluar la recuperación de fibra en la salida del proceso papelero. Este informe presenta el uso de enzimas esterasas como alternativa para la remoción de contaminantes en la fibra. La utilidad de estas enzimas radica en el aumento de la velocidad de ruptura de los enlaces ésteres en los adhesivos, ocasionando una reducción de estos contaminantes. También evalúa la recuperación de fibra con procesos mecánicos mediante cribas, pues constituyen una tecnología madura en comparación con otros equipos en cuanto a separación de fibra y adhesivos. En la primera parte de este trabajo se expone la búsqueda de alternativas de recuperación de fibra en la salida del proceso papelero (canal Parshall Cordillera), evaluando cuatro posibles configuraciones; todas estas alternativas involucran cribas, mientras que solo dos incluyen además el uso de enzimas. Sin embargo, al realizar una evaluación económica preliminar, considerando los costos del trayecto, se propone analizar otros canales Parshall existentes debido a que las distancias de las líneas de trazado son menores en comparación con las del canal Parshall Cordillera. Hecho esto, se agregaron dos nuevas configuraciones. Por lo tanto, este trabajo presenta seis alternativas de solución en el que se realizó un análisis de factibilidad sobre cada una de ellas, para proponer finalmente, la alternativa más atractiva. El análisis permite concluir que la alternativa con una mayor utilidad corresponde al proyecto en que se transporta la pasta desde el canal Parshall Cordillera a un espesador ubicado en el sector de papel viejo de la máquina papelera N°20. Esta opción presenta un VAN proyectado a 5 años de 1,68 [MM US$] y una TIR del 75%, recuperando la inversión en 15 meses, siendo el proyecto más rentable. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Papeles Cordillera S.A. del grupo CMPC