Evaluación de tres microdietas en el destete de Lenguado Paralichthys adspersus (Steindachner, 1867) paralichthyidae, en condiciones de laboratorio

El lenguado peruano Paralichthys adspersus es una especie que presenta gran calidad nutricional y alto valor económico, Se distribuye desde Paita (norte de Perú) hasta el golfo de Arauco (Chile). En el Perú el cultivo de lenguado se desarrolla a nivel experimental y comercial (pequeña escala), sin embargo la investigación realizada es escasa. Durante el proceso de producción de semilla, el periodo de destete, etapa durante la cual el alimento vivo es sustituido por microdietas balanceadas, resulta ser un punto crítico debido a la alta mortalidad que genera en comparación a otras etapas del cultivo. El objetivo del presente estudio es evaluar el efecto del uso de 3 microdietas (dos experimentales y una comercial) en el destete de Paralichthys adspersus, evaluando el crecimiento (longitud y peso) y la supervivencia. En el ensayo se utilizó la dieta comercial Otohime, y las experimentales, elaboradas con procesos diferentes, MEM (Micro-Extrusion Marumerization) y PARA (Particle Assisted Rotational Agglomeration) desarrolladas en el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) -Fish Technology Center. El ensayo inició con peces de 35 días de edad con un peso seco promedio de 0,96±0,52 mg y una talla promedio de 9,55±0,84 mm, los cuales se distribuyeron en nueve tanques de 150L a razón de 400 individuos T-1. Se seleccionaron al alzar tres tanques por cada tratamiento. Estos se denominaron T1, T2 y T3, en cada uno se utilizó una microdieta (Otohime, MEM y PARA respectivamente) para realizar el destete. Los resultados muestran que para los tratamientos T1, T2 y T3 la longitud promedio final alcanzada fue de 15,9 ± 3,2, 14,3 ± 1,72 y 14,4 ± 2,28 mm y el peso seco promedio alcanzado fue de 8,83 ± 5,37, 5,53 ± 2,85 y 7,10 ± 3,56 mg existiendo diferencias significativas solo entre los tratamientos T1 y T2 (p<0,05). La supervivencia media fue de 18,1, 16,3 y 15,2 % (Tratamientos T1, T2 y T3 respectivamente). Además se evaluó el efecto de las dietas sobre los procesos de pigmentación y metamorfosis, cuantificando para cada caso la cantidad de peces que presentan pigmentación normal y la cantidad de los que alcanzaron a completar la metamorfosis, resultando que no existen diferencias significativas entre los tratamientos (p>0,05).

Ordonnancement des opérations dans une unité d’extrusion

Les travaux de ce mémoire traitent du problème d’ordonnancement et d’optimisation de la production dans un environnement de plusieurs machines en présence de contraintes sur les ressources matérielles dans une usine d’extrusion plastique. La minimisation de la somme pondérée des retards est le critère économique autour duquel s’articule cette étude car il représente un critère très important pour le respect des délais. Dans ce mémoire, nous proposons une approche exacte via une formulation mathématique capable des donner des solutions optimales et une approche heuristique qui repose sur deux méthodes de construction de solution sérielle et parallèle et un ensemble de méthodes de recherche dans le voisinage (recuit-simulé, recherche avec tabous, GRASP et algorithme génétique) avec cinq variantes de voisinages. Pour être en totale conformité avec la réalité de l’industrie du plastique, nous avons pris en considération certaines caractéristiques très fréquentes telles que les temps de changement d’outils sur les machines lorsqu’un ordre de fabrication succède à un autre sur une machine donnée. La disponibilité des extrudeuses et des matrices d’extrusion représente le goulot d’étranglement dans ce problème d’ordonnancement. Des séries d’expérimentations basées sur des problèmes tests ont été effectuées pour évaluer la qualité de la solution obtenue avec les différents algorithmes proposés. L’analyse des résultats a démontré que les méthodes de construction de solution ne sont pas suffisantes pour assurer de bons résultats et que les méthodes de recherche dans le voisinage donnent des solutions de très bonne qualité. Le choix du voisinage est important pour raffiner la qualité de la solution obtenue. Mots-clés : ordonnancement, optimisation, extrusion, formulation mathématique, heuristique, recuit-simulé, recherche avec tabous, GRASP, algorithme génétique

Développement d’un dispositif d’extrusion tridimensionnelle de sucre vitrifié pour la production de réseaux fluidiques complexes par moulage rapide

L’objectif du vaste projet de recherche dans lequel s’inscrit ce mémoire est de guérir le diabète de type 1 en fabriquant un pancréas bioartificiel vascularisé contenant des cellules bêta (i.e. les cellules sécrétant l’insuline). Ce dispositif permettrait de rendre aux personnes atteintes par le diabète de type 1 la capacité de sécréter par elles-mêmes de l’insuline et de réguler leur glycémie. La vascularisation est actuellement un enjeu de taille dans le domaine du génie tissulaire. La plupart des tissus incorporant des cellules générées par le génie tissulaire sont actuellement fortement limités en épaisseur faute d’être vascularisés adéquatement. Pour les tissus dont l’épaisseur dépasse 400 μm, la vascularisation est nécessaire à la survie de la plupart des cellules qui autrement souffriraient d’hypoxie, les empêchant ainsi d’accomplir leurs fonctions [1]. Ce mémoire présente le développement et la mise en service d’un dispositif d’extrusion tridimensionnelle de sucre vitrifié pour la vascularisation d’un pancréas bioartificiel. Ce dispositif a été développé au laboratoire de recherche sur les procédés d’impression 3D ainsi qu’au bureau de design du département de génie mécanique de l’Université Laval. Grâce à cette technique d’impression 3D novatrice et à la caractérisation du procédé, il est maintenant possible de produire rapidement et avec précision des structures temporaires en sucre vitrifié pour la fabrication de réseaux vasculaires tridimensionnels complexes. Les structures temporaires peuvent, après leur production, être utilisées pour réaliser le moulage rapide de constructions vascularisées avec des matériaux tels que du polydiméthylsiloxane (PDMS) ou des hydrogels chargés de cellules biologiques. De par la nature du matériel utilisé, les moules temporaires peuvent être facilement et rapidement dissous dans une solution aqueuse et laisser place à un réseau de canaux creux sans créer de rejets toxiques, ce qui représente un avantage majeur dans un contexte de bio-ingénierie.

Previsione dell'evoluzione della microstruttura in processi industriali di estrusione delle leghe di alluminio serie AA6XXX

Nell’ambito di questa ricerca sono stati sviluppati modelli in grado di prevedere le dimensioni dei grani dopo il processo di estrusione di alcune leghe serie 6XXX, in particolare AA6060, AA6063 e AA6082. Alcuni modelli matematici proposti in letteratura sono stati presi in considerazione e implementati su Qform, codice FEM in grado di simulare processi di deformazione plastica. Sono state condotte diverse campagne sperimentali, tra cui una di visioplasticità necessaria per ottenere dati sperimentali che permettessero la validazione del Codice (modellazione dell’attrito, dello scambio termico, del flow stress del materiale). Altre prove di microestrusione ed estrusione inversa hanno fornito dati sperimentali che sono stati messi in correlazione con i risultati numerici di una serie di simulazioni. Infine è stata effettuata una campagna sperimentale di estrusione industriale a tutti gli effetti, ottenendo un profilo dalla geometria piuttosto complessa in lega AA6063, i dati ricavati hanno permesso : • la validazione di un modello unico di ricristallizzazione dinamica, • la valutazione di modelli per la predizione del comportamento durante recristallizzazione statica

Extraction of antioxidants from corn by-products for applications in bio-based polymer matrices

The objective of this dissertation is the evaluation of the exploitability of corn cobs as natural additives for bio-based polymer matrices, in order to hone their properties while keeping the fundamental quality of being fully bio-derived. The first part of the project has the purpose of finding the best solvent and conditions to extract antioxidants and anti-degrading molecules from corn cobs, exploiting room and high-temperature processes, traditional and advanced extraction methods, as well as polar and nonpolar solvents. The extracts in their entirety are then analysed to evaluate their antioxidant content, in order to select the conditions able to maximise their anti-degrading properties. The second part of the project, instead, focuses on assessing chemical and physical properties of the best-behaving extract when inserted in a polymeric matrix. To achieve this, low-density polyethylene (LDPE) and poly (butylene succinate – co – adipate) (PBSA) are employed. These samples are obtained through extrusion and are subsequently characterised exploiting the DSC equipment and a sinusoidally oscillating rheometer. In addition, extruded polymeric matrices are subjected to thermal and photo ageing, in order to identify their behaviour after different forms of degradation and to assess their performances with respect to synthetically produced anti-degrading additives.

3D Printing and bioprinting of osteomimetic materials for 3D in vitro models and tissue repair applications

Bone disorders have severe impact on body functions and quality life, and no satisfying therapies exist yet. The current models for bone disease study are scarcely predictive and the options existing for therapy fail for complex systems. To mimic and/or restore bone, 3D printing/bioprinting allows the creation of 3D structures with different materials compositions, properties, and designs. In this study, 3D printing/bioprinting has been explored for (i) 3D in vitro tumor models and (ii) regenerative medicine. Tumor models have been developed by investigating different bioinks (i.e., alginate, modified gelatin) enriched by hydroxyapatite nanoparticles to increase printing fidelity and increase biomimicry level, thus mimicking the organic and inorganic phase of bone. High Saos-2 cell viability was obtained, and the promotion of spheroids clusters as occurring in vivo was observed. To develop new syntethic bone grafts, two approaches have been explored. In the first, novel magnesium-phosphate scaffolds have been investigated by extrusion-based 3D printing for spinal fusion. 3D printing process and parameters have been optimized to obtain custom-shaped structures, with competent mechanical properties. The 3D printed structures have been combined to alginate porous structures created by a novel ice-templating technique, to be loaded by antibiotic drug to address infection prevention. Promising results in terms of planktonic growth inhibition was obtained. In the second strategy, marine waste precursors have been considered for the conversion in biogenic HA by using a mild-wet conversion method with different parameters. The HA/carbonate ratio conversion efficacy was analysed for each precursor (by FTIR and SEM), and the best conditions were combined to alginate to develop a composite structure. The composite paste was successfully employed in custom-modified 3D printer for the obtainment of 3D printed stable scaffolds. In conclusion, the osteomimetic materials developed in this study for bone models and synthetic grafts are promising in bone field.