Diseño y simulación numérica de un biorreactor: Aplicación a la producción de células microbianas

Los biorreactores son ampliamente empleados en las industrias de alimentos, fermentación, farmacéuticas y tratamiento de residuos. (...) Una característica de los biorreactores es que el medio de reacción está constituido por distintas fases. Esto hace que exista una importante interrelación entre los fenómenos bioquímicos, fisicoquímicos, fuidodinámicos y de transporte. (...) La experimentación preliminar en reactores de laboratorio, acompañada con el desarrollo de un modelo que permita comprender la naturaleza del fenómeno, es esencial para el diseño de biorreactores de capacidad de producción comercial. En el presente proyecto se establecerán, a partir de un estudio experimental a escala de laboratorio y la elaboración de un modelo y programa de simulación numérica de su operación, los factores que determinan la problemática del diseño de un reactor tanque agitado, de capacidad comercial, para la producción de cepas de Staphylococcus aureus. Los objetivos generales del presente proyecto son los siguientes: * Generar las bases técnico-científicas que permitan el diseño de un biorreactor discontinuo para la producción a escala comercial de cepas de Staphylococcus aureus. * Desarrollar equipos experimentales y generar herramientas computacionales que en el futuro permitan abordar otros problemas en el campo de la bioingeniería. Los objetivos específicos a alcanzar durante el período que abarca este proyecto de un año son los siguientes: * Determinar la cinética de crecimiento de cepas de S. aureus que contemplen la formación de productos. * Verificar el funcionamiento y calibración de sensores y controladores que forman parte del biorreactor experimental recientemente adquirido. * Estudiar experimentalmente la producción de S. aureus en un biorreactor de 3 lt. de capacidad, cuantificando el consumo de sustratos y la producción de biomasa, polisacárido capsular y exoproteínas. * Continuar con el desarrollo de un modelo matemático y un programa de simulación numérica que permitan describir la operación del reactor experimental y definir la problemática del escalado de la producción a nivel comercial.

Evaluación de las alternativas al uso de bromato de potasio en la obtención de pan por el método tradicional argentino

El bromato de potasio se ha usado durante muchos años como mejorador en la elaboración de pan. En los últimos años numerosos países han prohibido su utilización debido a su toxicidad y lo han reemplazado exitosamente con otros agentes, tales como ácido ascórbico, azodicarbonamida, yodato de potasio, sulfato cúprico y otros. Debido a los acuerdos del Mercosur esta prohibición se extenderá a Argentina. En nuestro país se utiliza un método de panificación que se caracteriza por los largos tiempos de fermentación y la escasa cantidad de levadura que se añade. En los pocos ensayos realizados con este método de panificación no han encontrado aditivos que puedan suplantar con buenos resultados al bromato. Atendiendo a esta problemática se plantean los siguientes objetivos: * Establecer una mezcla de aditivos, cuyo uso esté autorizado en Argentina, que sea apta para reemplazar el bromato de potasio produciendo la menor cantidad de transformaciones en la tecnología de panificación tradicional- * Estudiar los efectos que producen el bromato de potasio, el ácido, ascórbico, la azodicarbonamida, el yodato de potasio y de calcio, y el sulfato cúprico sobre las proteínas de las harinas. * Realizar un aporte al conocimiento de las modificaciones que provocan los agentes mejoradores sobre los productos de panificación.

Desarrollo de un secadero industrial modular portable para productos cárnicos.

Las etapas de estufado y secado en la elaboración de los productos cárnicos de humedad intermedia (0,90 – 0,80 aw) son críticas para alcanzar la auto estabilidad y, en consecuencia, la seguridad de estos alimentos. Poder controlar las variables (temperatura, humedad, velocidad de aire, etc.) de estas operaciones del proceso es determinante para lograr una fermentación y un secado adecuado que permitirán estandarizar el proceso, garantizar la inocuidad y prolongar la vida útil del producto. La construcción de un secadero automatizado que cuente con los últimos adelantos en ingeniería y electrónica resulta dificultoso en las pequeñas y medianas empresas cárnicas, no solo por los altos costos que hay que cubrir, sino además porque las dimensiones de estas pequeñas fábricas no cuentan, en muchos casos, con la escala comercial necesaria para afrontarlos. A través del proyecto se pretende diseñar y construir una unidad de estufado y maduración que sea aplicable al procesamiento de fabricación de embutidos fermentados, que permita su utilización como unidad móvil y que al mismo tiempo pueda emplearse como unidad experimental para complementar otros proyectos de investigación en el área de productos cárnicos. El desarrollo de un secadero modular portable permitirá, además de ofrecer un paquete tecnológico que garantizará la calidad y seguridad de los alimentos producidos, brindar un servicio de alquiler de secaderos para pequeños productores que no disponen del capital suficiente para realizar grandes inversiones o cuya producción es acotada en cantidad o en determinadas épocas del año.

EFECTO DEL ALMIDÓN DAÑADO SOBRE LAS PROPIEDADES DE LAS MASAS PANARIAS Y LA CALIDAD DE LOS PANIFICADOS

Argentina procesó en los últimos años alrededor de 5 millones de toneladas de trigo pan anualmente, y obtuvo poco menos de 4 millones de toneladas de harina de trigo. El 86% de la producción de harina de trigo tuvo como destino el mercado interno. El producto se industrializó de diferente manera: 71,3% para elaborar pan de panadería, 8,6% para pastas, 8,1% para consumo como harina fraccionada y otros, 7,3% para galletitas y bizcochos y 4,7% para pan industrial (SAGPyA). Las semillas de los cereales necesitan almacenar energía para el desarrollo posterior del embrión, la principal molécula de reserva es el almidón. Durante la molturación de los granos de cereales, en la obtención de harinas, una fracción de los gránulos es lesionada, produciendo así lo que se denomina almidón dañado. El almidón dañado afecta las propiedades de las harinas, fundamentalmente, provoca un aumento en la capacidad de absorción de agua, lo que produce masas de difícil manipulación y, en ciertos productos, como galletitas, afecta los tiempos de cocción de los productos debido a que se deben eliminar excedentes de agua. En productos con mayor contenido de agua y con largos períodos de fermentación, como el pan, el incremento en el contenido de gránulos dañados de almidón disminuye la consistencia de las masas. Pese al avance en el conocimiento de las modificaciones en las propiedades de las harinas que produce la presencia de almidón dañado, no se ha establecido claramente su incidencia sobre la calidad panadera de las harinas independientemente del papel que juegan los demás componentes. Además, poco se conoce hasta el momento sobre las posibles acciones que puedan contribuir a compensar los efectos del almidón dañado sobre los productos de panificación, y las modificaciones que podrían llegar a generarse, sobre los parámetros reológicos de las masas y la calidad del pan, a causa de los efectos de una posible mitigación. En el presente proyecto se plantea como objetivo general estudiar la influencia del contenido de almidón dañado sobre la calidad de las harinas para elaborar productos de panificación y analizar los efectos ocasionados por el uso de enzimas en la atenuación de los inconvenientes provocados por el almidón dañado. Se plantea los objetivos específicos: (i) Evaluar el efecto del contenido de almidón dañado sobre las pruebas fisicoquímicas utilizadas para predecir la calidad de las harinas. (ii) Analizar el efecto del contenido de almidón dañado sobre el comportamiento reológico, la microestructura de las masas y las transiciones de fase sufridas por el almidón. (iii) Estudiar el impacto del almidón dañado sobre la calidad de los productos de panificación. (iv) Investigar el efecto del contenido del almidón dañado sobre el envejecimiento del pan. (v) Estudiar el posible efecto mitigante de diferentes enzimas sobre los problemas de calidad derivados de harinas con niveles elevados de almidón dañado.