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Optimazación de las condiciones de fermentación para la producción de hidrógeno en cultivos en lote y continuo

GUSTAVO DAVILA VAZQUEZ (2008)

"El hidrógeno (H2) es considerado como el vector energético del futuro. Esto porque comparado con los hidrocarburos, contiene gravimétricamente 2.75 veces más energía, además de que su combustión solo genera vapor de agua como subproducto. El H2 también puede ser utilizado para la producción de energía eléctrica mediante celdas de combustible, sin la generación de gases de efecto invernadero. Alrededor del 95% del H2 utilizado en la industria se produce a partir de hidrocarburos, lo que lo convierte en un proceso no sustentable. Por el contrario, el bio-hidrógeno (Bio-H2) generado a partir de biomasa, es una alternativa energética sustentable y neutra en emisiones de gases de efecto invernadero. Algunos microorganismos son capaces de producir Bio-H2 bajo condiciones anaerobias, a partir de un amplio rango de sustratos orgánicos. En esta tesis se estudió la producción de Bio-H2 en experimentos en lote y continuo utilizando sustratos tales como la glucosa y lactosa, además de lactosuero (LS), y lodo anaerobio granular tratado térmicamente como inoculo. En los experimentos en lote se estudió el efecto del pH inicial y de la concentración inicial de sustrato sobre el rendimiento molar (RMH) y la velocidad volumétrica de producción de Bio-H2 (VVPH). El RMH y la VVPH obtenidas en los experimentos en lote para los tres sustratos, se encontraron a pH iniciales superiores a los óptimos comúnmente reportados en la literatura. Posteriormente, por ser un subproducto industrial y mostrar valores altos tanto de RMH y VVPH, se seleccionó al LS como sustrato, para evaluar la producción de hidrógeno utilizando dos medios minerales diferentes (A y B). El análisis de la comunidad microbiana mostró diferencias en los microorganismos presentes utilizando ambos medios, predominando para el medio B la presencia de especies de Clostridium Enterobacter, mientras que en los experimentos con medio A solo se identificó a una proteobacteria. Consecuentemente, el uso de medio mineral B produjo alrededor del doble de la VVPH que fue lograda con el medio A, aunque el RMH tuvo solo un ligero incremento con la utilización del medio B. Finalmente, se operó un tanque agitado continuo durante 65.6 días utilizando LS como sustrato, suplementado con medio mineral B. Se probaron tres tiempos de residencia hidráulico (TRH: 10, 6 y 4h) obteniendo la VVPH más alta con 6h. Además, se probaron cuatro cargas orgánicas (CO) incrementales a un TRH fijo de 6h."

"Hydrogen (H2) is seen as a future energy carrier. Because compared to hydrocarbons, it contains 2.75-times more energy by weight, besides the fact that its combustion only generates steam as by-product. H2 can be also used for electricity generation with the aid of fuel cells, without the production of greenhouse gases. Around the 95% of the H2 used in industry is now produced from hydrocarbons, which makes this process unsustainable. On the other hand, biohydrogen (Bio-H2) generated from biomass, is a sustainable energetic alternative which is also neutral in greenhouse gases emission. Some microorganisms are capable of produce Bio-H2 under anaerobic conditions, from a wide range of organic substrates. In this thesis, the production of Bio-H2 was studied with glucose, lactose and cheese whey (CW) as substrates, in batch and continuous experiments and heat-treated anaerobic granular sludge as inoculum. The effect of initial pH and initial substrate concentration on both the hydrogen molar yield (HMY) and volumetric Bio-H2 production rate (VHPR) was studied for the three substrates in batch experiments. Both, higher HMY and VHPR obtained in batch experiments were found at higher initial pH than commonly reported as optima in the literature. Furthermore, CW was selected to assess Bio-H2 production with two different media (A and B) due to the high HMY and VHPR obtained, and because CW is an industrial by-product. The microbial community analysis showed differences in the microorganisms present for the experiments with each medium. Clostridium and Enterobacter species dominated with the use of medium B, while experiments with medium A only showed the presence of a proteobacterium. Consequently, the use of mineral medium B yielded around twice the VHPR than the obtained with medium A, while HMY had a slight increase with the use of medium B. Finally, a continuous stirred tank reactor was operated for 65.6 days using CW as substrate, supplemented with mineral medium B. Three hydraulic retention times (HRT:10, 6 and 4h) were tested attaining the highest VHPR at 6h. Moreover, four organic loading rates (OLR) were evaluated at a fixed HRT of 6h. The highest VHPR, 46.61 mmol H2/l/h and HMY of 2.8 mol H2/mol lactose were attained at an OLR of 138.6 g lactose/l/d. The dominant bacterial species at HRT of 10 and 6h belonged to the Clostridium genus."

Doctoral thesis

PCR-DGGE Lodo anaerobio Cultivos mixtos Bio-hidógeno BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA ORGÁNICA HIDRÓGENO

Impacto de sustancias húmicas inmovilizadas en la reducción de compuestos aromáticos nitrogenados

JORGE GONZALEZ ESTRELLA (2009)

"Los compuestos nitrogenados aromáticos forman parte del grupo de contaminantes prioritarios. Dentro de esto grupo, la liberación al ambiente de los colorantes azo (R-N=N-R) es indeseable tanto por sus efectos estéticos en donde son vertidos, como por sus características tóxicas y/o mutagénicas. Así mismo, los compuestos nitro-aromáticos poseen propiedades que provocan efectos dañinos a la salud humana, por lo que su eliminación del ambiente es de actual interés para diversos sectores. Estos dos tipos de contaminantes nitrogenados aromáticos comparten la característica de ser recalcitrantes bajo condiciones aerobias, por lo que ambientes anaerobios han promovido su bio-transformación. Si bien es cierto que los tratamientos anaerobios han dado resultados alentadores en la transformación de dichos contaminantes, se ha observado que el proceso ocurre lentamente, por lo que la adición de sustancias húmicas, como mediadores redox, ha dado resultados generalmente positivos en el incremento de la velocidad de la reacción. Sin embargo, agregar sustancias húmicas constantemente, es un inconveniente porque requiere continua dosificación e incrementa los costos totales de operación. Debido a esto, en los últimos años ha surgido el interés de encontrar técnicas que permitan evitar la pérdida de las sustancias húmicas en un régimen continuo de operación."

"Nitrogenated aromatic compounds belong to the group of priority pollutants. Within this group, the release of azo dyes (R-N = N-R) to the environment is undesirable both for their aesthetic effects in the water bodies where they are poured, and for its toxic and / or mutagenic characteristics. Besides, nitro-aromatic compounds have properties that cause harmful effects on human health, thus their elimination of the environment is a current interest for several society sectors. These two types of nitrogenated aromatic pollutants share the characteristic of being recalcitrant under aerobic conditions, thus anaerobic environments have promoted their biotransformation. Anaerobic treatment has shown good results in the transformation of these pollutants, but it has been observed that the process occurs slowly; hence the addition of humic substances, as redox mediators, has had positive results in increasing the rate of the reaction. However, because it is necessary the constant addition of humic substances under a continuous flow regimen, the treatment cost increases. Because of that, in recent years there has been interest on finding techniques to prevent loss of humic substances under the mentioned conditions."

Master thesis

Bio-trasformación Compuestos nitrogenados inmovilizadas Sustancias Húmanicas CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL ESPACIO OTRAS ESPECIALIDADES DE LA TIERRA, ESPACIO O ENTORNO OTRAS

Estudio de la producción de hidrógeno en reactores UASB a partir de lodo granular

ALMA BERENICE JASSO SALCEDO (2010)

"El hidrógeno (H2) es un gas con potencial para cubrir las necesidades energéticas principalmente del rubro de transporte ya que por cada kilogramo se obtienen 34x103 kcal y 9 kg de agua como único producto durante el proceso de combustión. Las celdas de combustible son capaces de usar directamente H2 para generar electricidad sin el deterioro de la calidad de aire y de los recursos naturales que ocasiona el uso de combustibles fósiles. Actualmente, el H2 proviene del procesamiento del gas natural e hidrocarburos. Sin embargo, el uso de fuentes renovables como la biomasa para la generación de H2 permite la utilización de materiales de desecho lo que la convierte en una fuente de energía limpia y sustentable. Entre las tecnologías utilizadas está la fermentación que permite la conversión de los carbohidratos en bio-hidrógeno (Bio-H2) y otros productos (ácidos y alcoholes). Los principales obstáculos para la aplicación práctica de esta tecnología se encuentran en los bajos rendimientos molar de hidrógeno (RMH) y velocidades volumétricas de producción de hidrógeno (VVPH). Procesos de fermentación continuos empleando bacterias inmovilizadas (gránulos) ofrecen altas VVPH y permiten el uso de reactores de menores dimensiones como el de lecho de lodo anaerobio de flujo ascendente (UASB). El tiempo de formación de gránulos con capacidad de producir Bio-H2 gránulos hidrogenogénicos: GH) en reactores UASB puede reducirse a través del uso de gránulos metanogénicos, formados en un reactor alterno, con tratamiento para su enriquecimiento en bacterias productoras de hidrógeno. Este trabajo tiene como objetivo evaluar el uso de gránulos metanogénicos para el desarrollo de GH. Experimentos en lote permitieron determinar que el tratamiento térmico inactiva la actividad metanogénica y obtener altas VVPH. El uso de la solución tampón de fosfatos de sodio y pH inicial 6 genera RMH (2.4 mol H2/mol glucosa) y contenido de H2 en el biogás (60 a 75%) superiores a los reportados en la literatura, así como VVPH (250 mL/L/h) comparables. En experimentos en continuo, llevados a cabo en reactores UASB, se evaluó el efecto que tiene la velocidad de carga orgánica (VCO), sobre el desempeño de los reactores. Inicialmente la VCO se aumento por medio de incrementos en la concentración de sustrato desde 5.3 hasta 17 g/L de glucosa. La máxima VVPH, 1650 mL H2/L/d y RMH de 0.6 mol H2/mol glucosa se obtuvieron a una VCO de 23.4 g DQO/L/d y TRH de 17 h."

"Hydrogen (H2) has the potential to supply energy needed for transportation, given the fact that 34x103 kcal of energy is obtained and 9 kg of water as only residue per kg of gas is produced during the combustion process. Fuel cells are capable of use H2 directly to generate electricity without the deleterious effects on the air quality and natural resources due to the use of fossil fuels. Currently, H2 is produced from natural gas and hydrocarbon processing. However, the use of biomass for H2 production allows the reuse of organic waste materials making H2 production a source of clean and sustainable energy. Among the current technologies in use, fermentation allows to convert carbohydrates to bio-hydrogen (Bio-H2) and other products (acids and alcohols). Main obstacles for practical application of this technology are low hydrogen yields (HY) and low volumetric hydrogen production rate (VHPR). Continuous fermentation processes using immobilized bacteria (granular sludge) yield high VHPR and permit the use of smaller reactors such as the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. Time needed to form hydrogenogenic granules (hydrogen producing granules, H2PG) may be reduced through the use of methanogenic granular sludge treated for their enrichment in hydrogen producing bacteria. This work has the objective to evaluate the use of methanogenic granular sludge for the development of H2PG. Batch experiments showed that heat treating can suppress methanogenic activity of the methanogenic granular sludge obtaining high VHPR. The use of sodium phosphate buffer solution at initial pH of 6 generates higher values of HY, VHPR and H2 content in biogas than reported in literature. Continuous culture experiments, in UASB reactors, using the heat-treated methanogenic granular sludge were conducted. The effect of the organic loading rates (OLR) on the performance reactor was studied. OLR was changed by changing the substrate concentration and the HRT. Tested substrate concentrations were in the range of 5.3 to 17 g/L glucose. Maximum VHPR of 1650 mL H2/L/d and HY of 0.6 mol H2/mol glucose was obtained at an OLR of 23.4 g DQO/L/d and HRT of 17 h."

Master thesis

Bio-hidrógeno Gránulos hidrogenogénicos UASB PCR-DGGE ESEM/SEM BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA ORGÁNICA HIDRÓGENO HIDRÓGENO

Formación de gránulos hidrogenogénicos en un reactor de tanque agitado continuo

OMAR DANIEL CENTENO MANZO (2013)

"Actualmente el desarrollo de tecnologías que permitan obtener combustibles alternativos se ha vuelto indispensable. En este contexto, el hidrógeno es considerado uno de los combustibles que pueden sustituir a los derivados del petróleo ya que su combustión produce 2.75 veces más energía que los hidrocarburos, su único producto es agua y puede obtenerse a partir de diferentes sustratos orgánicos utilizando el metabolismo de bacterias hidrogenogénicas mediante fermentación. El uso de reactores completamente agitados en donde se lleva a cabo el proceso de fermentación permiten una alta eficiencia en la transferencia de masa debido a un buen mezclado, sin embargo, presentan como limitante bajas concentraciones y pobre retención de biomasa cuando se manejan bajos tiempos de retención hidráulicos. Es por ello que se ha buscado el incremento en la concentración de biomasa mediante su retención en el sistema mediante la formación de gránulos, sin embargo, estos tardan meses en madurar por lo que es necesario buscar condiciones que aceleren este proceso. En este trabajo se evaluó el efecto del quitosano sobre la inducción en la formación de gránulos productores de hidrógeno en un sistema continuo completamente agitado, siendo el quitosano un polímero natural derivado de la quitina que actúa como un agente coagulante permitiendo la aglomeración de los microorganismos presentes en suspensión, con lo cual, se induce la granulación y el incremento de la producción de hidrógeno al aumentar la concentración de biomasa en el sistema. Para llevar a cabo la formación de gránulos se determinó la concentración de quitosano óptima para la coagulación de la biomasa en suspensión mediante la aplicación de una prueba de jarras, encontrando que la concentración fue de 10 mg de quitosano/L/g SV. La carga orgánica volumétrica aplicada en el reactor en continuo fue de 60 g/L/d utilizando glucosa como sustrato, alcanzando velocidades de producción de hidrógeno alrededor de 100 mL/L/d. Los resultados mostraron que la aplicación de quitosano como agente coagulante permite la agregación celular logrando obtener gránulos microbianos alrededor de 2 mm de diámetro, 70 horas después de adicionar el quitosano. La formación de agregados microbianos por efecto del quitosano generó un incremento aproximado de 3 veces la concentración inicial de sólidos volátiles, manteniendo un promedio alrededor de 8 g SV/L."

"Nowadays, the development of technologies to obtain alternative fuels has become imperative. Within this context, hydrogen is considered one of the fuels that can supersede derivatives of petroleum as its combustion produces 2.75 times more energy than hydrocarbons, its only byproduct is water and it can be obtained from several organic substrates using hydrogenic bacterial metabolism by fermentation. The use of completely stirred tank reactors where fermentation process is carried out, allows high efficiency in mass transfer due to good mixing, nonetheless, it is limited to low concentrations and poor biomass retention when operating at low hydraulic retention times. One way to overcome this issue is by increasing the concentration of biomass via granules formation; however, the granules formation process may take months, so it is necessary to find conditions that accelerate this process. The present work evaluates the effect of chitosan inducing the formation of hydrogen\producing granules in a completely stirred continuous system. Being chitosan a chitin derivative natural polymer that serves as a coagulant agent, allowing agglomeration of suspended microorganisms and granules formation. The biomass increase in the system may also increase the volumetric hydrogen production rate. To accomplish the formation of granules, optimal chitosan concentration was determined for coagulation of biomass in suspension by applying a jar test, obtaining an optimal concentration of 10 mg chitosan/L/g VS. The volumetric organic load applied to the continuous reactor was 60 g/L/d using glucose as a substrate, reaching volumetric hydrogen production rates about 100 mL/L/d. Results showed that application of chitosan as coagulant agent allows cellular aggregation, obtaining microbial granules about 2 mm in diameter, 70 hours after addition of chitosan. The formation of microbial aggregates by the chitosan addition produced an increase of approximately 3 times the initial concentration of volatile solids, maintaining an average of about 8 g VS/L."

Master thesis

CSTR Quitosano Gránulos Bio-hidrógeno Hidrógeno INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS HIDRÓGENO

Medición de motilidad gástrica en personas postradas por medio de impedancia Bio-eléctrica

JUAN JOSE PICON LARA FRANCISCO MIGUEL VARGAS LUNA MARIA RAQUEL HUERTA FRANCO (2015)

Para realizar un análisis de la motilidad gástrica se utiliza la técnica de impedancia bio-impedancia, asimismo, se hace la comparación con una técnica más convencional como la electrogastrografía. MATERIALES Y METODOS: Se reclutó a un grupo de 11 personas, con edades entre 20 y 25 años. Los voluntarios fueron sometidos a pruebas de bio-impedancia eléctrica y electrogastrografía a fin de monitorizar su motilidad gástrica, ambas pruebas se realizaron de manera simultánea utilizando una configuración de 4 electrodos para bio-impedancia y 3 electrodos para electrogastrografía. Tales mediciones fueron hechas por medio del equipo BIOPAC MP-150. Las mediciones, tanto de bio-impedancia como de electrogastrografía, fueron realizadas con los voluntarios postrados y acomodados en distintas posiciones: boca abajo, boca arriba, posición fetal y volcados sobre el lado derecho. Los datos fueron analizados con Matlab y Origin, utilizando un filtro butterworth de tercer orden y obteniendo la transformada de Fourier de la señal respectiva en el rango de 1 a 12 cpm. CONCLUSIÓN: Los resultados arrojados del análisis del área bajo la curva de la región 2-4 cpm (correspondientes a la motilidad gástrica) de cada una de las mediciones realizadas, demostraron que no existen diferencias significativas entre los datos arrojados de cada una de las posiciones del sujeto. Asimismo, existe un subestimación por parte de la bio-impedancia del área bajo la curva FFT en el rango de 2-4 cpm, es decir de la actividad gástrica, respecto de la medida realizada por la técnica de electrogastrografía. Lo anterior posiblemente debido a que la Impedancia bioeléctrica tiene contribución de la respiración arriba de 8 cpm.

For the analysis of gastric motility, electrical bioimpedance is used in comparison with electrogastrography.We recruited a group of 11 people, aged between 20 and 25 years. The volunteers were tested for bio-electrical impedance and electrogastrography, both tests were performed simultaneously, using a 4-electrode configuration for bio-impedance and 3 electrodes for electrogastrography in diferent position of the volunteer. Such measurements were made by the equipment BIOPAC MP-150. Measurements of both bio-impedance as electrogastrography were conducted with volunteers prostrate and arranged in different positions: face down, face up, fetal position and overturned on the right side. Data were analyzed with Matlab and Origin using a third-order Butterworth filter.The results obtained from the analysis of the area under the curve in the range 2-4 cpm of each of the measurements made no significant differences between the data obtained from each of the positions. Also, there is an underestimation of the bio-impedance measurement to electrogastrography perhapsbe due to the respiration signal that appeared in the impedance technique.

Article

MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD Bio-impedancia Motilidad Gástrica Electrogastrografía

Análisis e implementación de la video reflectometría para aplicaciones biomédicas

MARGARITA CUNILL RODRIGUEZ (2008)

La determinación de las propiedades ópticas de los tejidos biológicos es de importancia capital para la correcta aplicación y desarrollo de nuevas técnicas para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades humanas. Por su carácter no invasivo y de no contacto se destaca la técnica de Video Reflectometría la cual actualmente se encuentra en continuo desarrollo y perfeccionamiento. El objetivo general de este proyecto de tesis ha sido implementar y caracterizar una instalación de Video Reflectometría para su desempeño en aplicaciones biomédicas. La formulación de Farrell en el marco de la aproximación de la difusión para un tejido homogéneo y semiinfinito es adoptada tanto para generar datos sintéticos o de prueba como para extraer las propiedades ópticas de las muestras medidas

experimentalmente. El arreglo experimental implementado en este trabajo de tesis en combinación con nuestro código Videoreflectometria.m desarrollado en MATLAB®R2006a brinda una herramienta adecuada para el registro de la distribución lateral de la luz difusa en phantoms con propiedades ópticas similares a las de la piel humana, comprobándose que la dependencia experimental de la reflectancia difusa lateral con el coeficiente de esparcimiento reducido está en concordancia con los resultados teóricos esperados. En el campo teórico se evaluó la precisión para la recuperación de los

parámetros ópticos en curvas de reflectancia de pruebas generadas con datos sintéticos, demostrando que con los errores aleatorios de nuestras mediciones experimentales se pueden extraer las propiedades ópticas de los tejidos sintéticos líquidos preparados para calibrar la instalación experimental. Finalmente se corroboró que para calibrar el arreglo experimental de Video Reflectometría es imprescindible contar con un estándar o patrón óptico cuyos coeficientes de absorción y de esparcimiento reducido sean conocidos y medidos con precisión.

Master thesis

Change-coupled devices Bio-optics Biological tissues CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA

Estudio de la influencia de la morfología de polvos de BHAP de origen bovino sobre las primeras etapas de depósito de recubrimientos para dispositivos biomédicos

JUANITA HINCAPIE BEDOYA (2020)

La modificación superficial de prótesis ortopédicas metálicas ha suscitado el estudio de diferentes cerámicos que intervienen en el proceso de unión interfacial implante-hueso para mejorar la fijación de éstas. Dentro de estos cerámicos, se destaca la Hidroxipatita (HAp) por sus propiedades de biocompatibilidad y bioactividad, además de ser el componente mineral mayoritario presente en el hueso. Cuando ésta es obtenida a partir fuentes naturales, la presencia de ciertos minerales (K+, Mg+2, Na+) puede presentar ciertas ventajas, al compararla con la obtenida por métodos sintéticos; ya que estos minerales cumplen funciones específicas dentro del metabolismo óseo. Considerando lo anterior, este trabajo se desarrolló en dos etapas: la fabricación de la materia prima a partir de fuentes biogénicas (BHAp) y establecer una metodología basada en diseño de experimentos para generar la morfología esférica de estos polvos aglomerados usando la técnica de secado por aspersión. Este paso se consideró un reto, ya que se evaluaron los efectos de las variables propias de la técnica de procesamiento sobre la morfología y la distribución de tamaño de los aglomerados de BHAp producidas, las cuales conservaron los minerales de la fuente de obtención original. Para esto, se llevaron a cabo evaluaciones estructurales, microestructurales y de distribución de tamaño de partícula usando difracción de rayos X (DRX), microscopía óptica y electrónica de barrido (MEB), así como difracción laser. En la segunda etapa, se llevó a cabo el proceso de depósito de las partículas con morfología irregular (BG) y con morfología esférica obtenidas mediante secado por aspersión (BSD) usando la técnica de proyección térmica de alta velocidad por combustión de oxígeno (HVOF); esto con el fin de establecer si existe un efecto de la morfología (y la naturaleza) de la materia prima sobre las características estructurales de las partículas depositadas. Tales características pueden impactar la fabricación de recubrimientos de este tipo de material con arquitecturas específicas, y a la vez favorecer el proceso de osteointegración implante-hueso. La evaluación de esta etapa se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopía dispersiva de rayos X (EDS).

The surface modification of metal orthopedic prostheses has generated a growing interest in the study of different ceramics that are involved in the implant-bone interfacial bonding process with the aim of improving it. Hydroxyapatite (HAp) is one of these ceramics due to its biocompatibility and bioactivity properties. Furthermore, HAp is the major mineral component present in human bone. When HAp is obtained from natural sources, the presence of natural minerals (K+, Mg+2, Na+) can present some advantages compared with those obtained from using synthetic HAp, since such minerals play specific functions in bone metabolism. Taking into account the aforementioned conditions, this work was developed in two stages, the first one was focused to manufacture the raw material from biogenic sources (BHAp) and to establish a methodology, based on design of experiments, to generate agglomerate powders with a spherical morphology by using the spray-drying technique. This step was considered a challenge since the effects of the processing variables on the morphology and size distribution of the BHAp particles produced were evaluated, preserving the minerals from the original source. Structural and microstructural properties and agglomerate size distribution were evaluated by using X-ray diffraction (XRD), optical and scanning electron microscopy (SEM), and laser diffraction, respectively. In the second stage, the deposition process of irregular (BG) and spherical HAp particles obtained by spray-drying (BSD) was carried out using the high-velocity oxy-fuel thermal spray technique (HVOF); these experiments were performed to establish to verify if there is an effect of the morphology (and nature) of the raw material on the structural characteristics of the deposited particles. Such characteristics can impact the obtained coating architectures, and, at the same time, favor the implant-bone osseointegration process. The microstructural and chemical assessment of the samples obtained at this stage was carried out by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray dispersive spectroscopy (EDS), respectively.

Master thesis

HVOF Bio-hidroxiapatita Secado por aspersión Prótesis Bio-hydroxyapatite Spray-drying Prostheses INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA MÉDICA PRÓTESIS PRÓTESIS

Análisis básico de locomoción para un Robot NAO

ABRAHAM PEREZ TRUJILLO Horacio Rostro González (2015)

El presente documento es reporte de lo realizado en la estancia de verano en la universidad de Guanajuato el cual consistió en el estudio del robot humanoide nao de Aldebaran Roboticsasi como la plataforma de desarrollo de aplicaciones Python NAOqi SDK,para posteriormente implementar rutinas básicas de locomoción

This document is report what was done in the summer stay at the University of Guanajuato which consisted in studying the humanoid robot Nao Aldebaran Robotics well as the development platform Python Naoqi SDK, later to implement basic routines of locomotion

Article

INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Python Articulacion Bio-Inspirado Locomoción Humanoide

DESARROLLO DE UN BIO-RECUBRIMIENTO MULTIFUNCIONAL “HA-ZrO2-nAg(EN)” DEPOSITADO MEDIANTE PROYECCIÓN TÉRMICA POR PLASMA

ROBERTO GOMEZ BATRES (2016)

En la presente investigación se desarrolló un bio-recubrimiento con propiedades mecánicas de adherencia superiores a los recubrimientos osteoconductores comerciales actuales a base de Hidroxiapatita (HA), los valores alcanzados de adherencia fueron cercanos a los 59 MPa siendo superiores en casi un 200% superiores a los recubrimientos comerciales , dichas propiedades se mejoraron mediante la integración de nanopartículas de circonia estabilizada con Itria (nZrO2(YSZ 8% mol)) sobre una matriz de polvo de HA, adicionalmente mediante la integración de nanopartículas de plata soportadas en una matriz de extracto de nopal (nAg-EN) se aportó propiedades biocidas al recubrimiento. Con la finalidad de observar el efecto de las nZrO2 sobre la matriz de HA, se evaluaran dos concentraciones de HA/nZrO2 (HA89.1%-nZrO2(YSZ 8% mol)9.9%-nAg(EN)1% y HA63.3%-nZrO2(YSZ 8% mol)29.7%-nAg(EN)1%). Para la homogenización y efecto de dispersión de fases sobre el recubrimiento, las matrices en polvo fueron sometidas a dos métodos de homogenización: el primer método consta de una agitación mecánica, cuya finalidad fue no modificar el tamaño de partícula, simplemente mezclar todos los polvos en experimentación; el segundo método consistió en un proceso de molienda mecánica, el cual se pretendió tuviese impacto en la modificación del tamaño de partícula, buscándose garantizar una mejor distribución de fases. Los recubrimientos fueron caracterizados físicamente mediante técnicas de Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), Espectroscopia Confocal Raman (ECR), Difracción de Rayos X (DRX), Microscopia de Fuerza Atómica (MFA), ensayos mecánicos para determinar adherencia y dureza del recubrimiento, caracterización electroquímica mediante espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), determinación de la capacidad hidrofílica mediante la medición de ángulo de contacto y energía superficial, además de ensayos in vitro mediante línea celular osteosarcoma humano (HOS) para determinar la biocompatibilidad y capacidad de osteointegración del recubrimiento así como ensayos de citotoxicidad.

Master thesis

Bio-recubrimiento BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA OTRAS ESPECIALIDADES QUÍMICAS OTRAS OTRAS

Aprovechamiento de bagazo de Agave tequilana Weber para la produccion de bio-hidrógeno

JACOBO SALOMON ABREU SHERRER (2013)

"Se investigaron dos tratamientos enzimáticos (mezclas comerciales Celluclast y Viscozyme de Novozyme) para sacarificar los polisacáridos presentes en el bagazo de Agave tequilana cocido, con pre-tratamiento fisicoquímico o sin él. Se obtuvieron concentraciones más altas de azúcares fermentables en las hidrólisis enzimáticas a partir de bagazo sin pre-tratamiento. En ensayos en lote, se obtuvieron rendimientos molares de producción de bio-hidrógeno (RMH) máximos a partir de los hidrolizados con Celluclast (1.31 moles H2/mol sustrato) y velocidades de producción de bio-hidrógeno (VVPH) máximas con Viscozyme (142.48 ml H2/L-h). La fermentación del agente estabilizante (sorbitol o sacarosa) presente en las preparaciones enzimáticas contribuyó a la producción de biohidrógeno. En el caso de los hidrolizados de Celluclast, la contribución máxima fue de 46.9% mientras que para los hidrolizados de Viscozyme fue de 80%. Por último, se alimentó un reactor completamente agitado (CSTR) en continuo con hidrolizado enzimático (Celluclast) a partir de bagazo sin pre-tratamiento. En la etapa de arranque, los tiempos de retención hidráulica (TRH) de 6 a 24 horas permitieron una apropiada selección de los microorganismos acidogénicos, ya que no se detectó metano en el gas durante el tiempo de operación. En la etapa de evaluación, se obtuvieron RMHs de 0.76 y 0.74 mol H2/mol sustrato y VVPHs de 72.55 y 49.56 ml H2/l-h, para TRH de 12 y 24 horas respectivamente. Comparando los intervalos de producción de bio-hidrógeno, reportados en la literatura para otros hidrolizados lignocelulósicos (0.38-1.70 mol H2/mol de azúcares; 4.6-81.4 ml H2/l-h), se puede observar que el hidrolizado enzimático obtenido del bagazo sin pre-tratamiento es un sustrato adecuado para producir bio-hidrógeno. Los valores de rendimientos y tasas de producción encontrados en este trabajo son semejantes a los ya reportados, pero son bajos comparados con sustratos modelo (1.03-2.79 mol H2/mol glucosa; 170-1270 ml H2/l-h)."

"Two enzymatic treatments were tested (commercial mixtures Viscozyme and Celluclast from Novozymes) for saccharification of the polysaccharides present in cooked untreated and pretreated bagasse of Agave tequilana Weber. The highest concentrations of fermentable sugars were obtained from the enzymatic hydrolysis of untreated bagasse. In batch tests, the enzymatic hydrolysates of untreated bagasse showed the best molar yield (HMY) with Celluclast (1.31 moles H2/mol substrate) and the best volumetric hydrogen production rate (VHPR) with Viscozyme (142.48 ml H2/L-h). The fermentation of stabilizing agents (sorbitol or sucrose) present in the enzyme preparations contributed to bio-hydrogen production. The maximum contribution of these stabilizing agents was 46.9% for the hydrolyzates obtained with Celluclast (sorbitol) and 80% for the hydrolyzates obtained with Viscozyme (sucrose). Finally a completed stirred reactor (CSTR) was fed with enzymatic hydrolyzate (Celluclast) from untreated bagasse. In the starting stage, the hydraulic retention times (HRT) of 6 to 24 hours enabled an adequate selection of acidogenic microorganisms, because no methane was detected in the biogas during the operation time. In the evaluation stage, a HMY of 0.76 and 0.74 moles H2/mol substrate and VHPR of 72.55 and 49.56 ml H2/L-h for HRT of 12 and 24 hours respectively were observed. Comparison of HMY and VHPR obtained in this study with the HMY and VHPR values reported in the literature, for other lignocellulosic hydrolysates (0.38-1.70 mol H2/mol sugars; 4.6-81.4 ml H2/L-h), indicates that the enzymatic hydrolyzate of untreated bagasse is a suitable substrate for hydrogen production. The yields and rates of hydrogen found in this work are similar with those reported in the literature, but are lower than those found for model substrates (1.03-2.79 mol H2/mol glucose; 170-1270 ml H2/L-h)."

Master thesis

Tiempo de retención hidráulica Ensayos en lote Hídrolisis enzimática Sacarificación Material lignocelulósico Bio-hidrógeno INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS HIDRÓGENO