Producción de ácido Itacónico por Aspergillus terreus y de Ácido Hialurónico por Streptococcus equi subsp. equi en Biorreactores de Tanque Agitado. Production of Itaconic Acid by Aspergillus terreus and of Hyaluronic Acid by Sreptococcus equi subsp. equi in Stirred Tank Bioreactors.

El proyecto aborda el problema general de establecer una metodología para el cambio de escala de la producción de metabolitos en biorreactores de tanque agitado.En el desarrollo de procesos de producción de metabolitos a partir de microorganismos, el cambio de escala es particularmente complejo, dado que los microorganismos experimentan un continuo cambio en sus rutas metabólicas durante el período de producción. Esto hace que en el proceso del cambio de escala, las mayores dificultades se encuentren en el desarrollo del inóculo y problemas ocasionados por modificaciones en las características de transferencia de calor, masa y momento.Dentro de este contexto general se definen dos objetivos específicos. Estos son: el estudio de la producción de ácido itacónico por Aspergillus terreus y el de la producción de ácido hialurónico por Streptococcus equi. subsp. equi, con la finalidad de desarrollar una metodología de trabajo experimental y teórica que permita sistematizar el estudio del factibilidad técnico-económica de plantas de producción, vinculando la investigación del procesos a escala de laboratorio con la producción a mayor escala.La hipótesis de trabajo es que el estudio de la producción de Aspergillus terreus y de Streptococcus equi en un biorreactor de tanque agitado a escala de laboratorio permitirá establecer los parámetros que contribuirán a realizar el cambio de escala de su producción y esto será verificado experimentalmente.Los trabajos se realizarán utilizando un biorreactor a escala de laboratorio especialmente diseñado para este tipo de trabajo. Los resultados experimentales se interpretarán con técnicas estadísticas y matemáticas de diferente complejidad a efectos de establecer los criterios de cambio de escala y luego se realizarán experiencias en un biorreactor piloto con el objeto de verificar la metodología seleccionada.El desarrollo del proyecto permitirá:1.- obtener información técnica útil sobre la producción de ácido itacónico, el que tiene importantes aplicaciones en la industria del plástico. La producción por medio del Aspergillus terreus MJL05 se realizará utilizando glicerol como fuente de carbono, el que constituye el principal subproducto en los procesos de manufactura de biodiesel. De este modo se podrá analizar la factibilidad técnica de una ruta alternativa para emplear este subproducto.2.- obtener información técnica útil sobre la producción de ácido hialurónico, biopolímero de alto valor agregado con importantes aplicaciones en medicina, y contribuir así a realizar el cambio de escala de su producción.

Producción de compuestos antimicrobianos por Pseudomonas nativas de la region de Córdoba. Production of antimicrobial compounds by native Pseudomonas from region of Cordoba.

La agricultura moderna se basa en el empleo de fertilizantes y pesticidas químicos para aumentar la productividad y para el control de enfermedades de los cultivos; sin embargo, existe una tendencia a disminuir su uso en la agricultura debido a los efectos negativos sobre la salud humana y el medio ambiente. Una estrategia alternativa al uso de agroquímicos es el empleo de microorganismos capaces de promover el crecimiento vegetal y/o actuar como agentes de biocontrol. A la hora de formular un inoculante se debe tener en cuenta que la cepa sea competitiva. A pesar de que se conoce poco sobre el rol de las bacteriocinas en el medio ambiente; se ha observado que bacterias productoras de bacteriocinas son más competitivas. Además estos metabolitos pueden ser utilizados también para el control biológico de bacterias patógenas. En el laboratorio se cuenta con cepas de Pseudomonas aislados de la rizósfera de cereales de la provincia de Córdoba. Pseudomonas sp. SF4c (cepa nativa de trigo), secreta una bacteriocina de alto peso molecular, aun no caracterizada. HIPOTESIS: El empleo de formulaciones en base a cepas nativas competitivas, altamente eficientes para la promoción del crecimiento vegetal y el control biológico permitirá disminuir el uso de agroquímicos incrementando la producción y/o calidad de los cultivos. Objetivos específicos: 1. Evaluar la capacidad de Pseudomonas nativas de inhibir el crecimiento de hongos fitopatógeno. 2. Analizar la producción de bacteriocinas en Pseudomonas spp. 3. Purificar parcialmente la bacteriocina secretada por Pseudomonas sp. SF4c. Para llevar a cabo este proyecto, - Se probará la capacidad de Pseudomonas de inhibir el crecimiento de hongos fitopatógenos en medio agar dextrosa papa. En las cepas biocontroladoras, se buscarán los genes implicados en la síntesis de metabolitos secundarios, mediante PCR usando primer específicos. - Se analizará la producción de bacteriocinas en Pseudomonas nativas. En las cepas bacteriocinogénicas se realizarán estudios adicionales para conocer la estabilidad de estos compuestos (sensibilidad a enzimas proteolíticas, calor, UV). -Se purificará la bacteriocina secretada por Pseudomonas sp. SF4C, mediante cromatografía de exclusión molecular, las fracciones recogidas serán analizados en geles de poliacrilamida. La identificación de la proteína será realizada por espectrometría de masa MALDI-TOF. Se espera encontrar dentro de la colección, cepas capaces de controlar el desarrollo de hongos fitopatógenos, dilucidar los mecanismos mediante el cual ejerce su efecto de biocontrol y avanzar en el conocimiento de nuevas bacteriocinas. A nivel industrial, existe en el futuro la posibilidad de que estas bacterias puedan ser utilizadas en la formulación de inoculantes para ser usados en la fertilización de cultivos de cereales que son de gran importancia económica para la región, y/o como agentes de control biológico.

Caracterización de moléculas de rizobacterias y de leguminosas con alto impacto productivo y tecnológico en la provincia de Córdoba. Characterization of rhizobacteria and legumes molecules with high production and technological impact in the province of Córdoba.

La provincia de Córdoba cuenta con alto desarrollo agrícola a base de cereales y leguminosas, como por ejemplo el maní. Pero este cultivo con los años ha trasladado su zona de siembra original y se ha extendido hacia otras áreas de mayor riesgo ambiental a raíz de la implantación de la soja. Diversas son las consecuencias de estas dos acciones y que se extienden desde lo agroecológico hasta lo científico-técnico. Este previo estado del arte y las referencias bibliográficas que apuntan a la necesitad de aumentar el valor agregado de los cultivos, nos ha llevado a formular una hipótesis de trabajo y es que las plantas de maní y soja así como las rizobacterias que se asocian con ellas, son productoras de diversas moléculas con potencial uso biológico en la productividad del cultivo y en aplicaciones tecnológicas, biológicas e industriales. Sumado a lo anterior y a las ideas gubernamentales de la necesidad de obtener conocimiento y capitalizarlo como riqueza, y la imperiosa urgencia de responder a demandas regionales, se presenta este proyecto cuyo objetivo general apunta a estudiar la producción de diversas moléculas de rizobacterias y leguminosas con el fin de mejorar la productividad de los cultivos y desarrollar nuevas aplicaciones tecnológicas en la provincia de Córdoba. Para cumplir dentro de los dos años de trabajo solicitados con lo expuesto anteriormente, la investigación será dividida en objetivos específicos y que consisten en investigar la producción de moléculas de raíces de maní y soja, analizar la respuesta microbiana a las rizodeposiciones de ambas leguminosas y evaluar el posible papel biológico y aplicación tecnológica de moléculas de ambos tipos de organismos. Nuestro grupo es de caracter multidisciplinar y ahondará en la diversidad molecular producida por raíces de maní y soja en direfentes días y la respuesta de las rizobacterias que se asocian ellas utilizando técnicas químicas (HPLC, GC, GC-masa) y herramientas microbiológicas y bioquímicas clásicas. Con fines de aplicación tecnológica se determinará la posible acción antioxidante de los extractos vegetales sobre sistemas modelos de ensayo así como la búsqueda de enzimas y hormonas microbianas aplicables en otros campos de la ciencia. De esta forma se pretende atender algunas demandas de diferentes sectores del centro sur de Córdoba y del país pero fundamentalmente posibilitar nuevas aplicaciones de las leguminosas y de las rizobacterias además de permitir la formación académicas de alumnos de grado y posgrado de la UNRC. The province of Cordoba has high agricultural development based on cereals and legumes such as peanuts. But the crop over the years has transferred his original planting area and has spread to other areas of greatest environmental risk following the introduction of soybeans. The previous state and regional art references that point to the necessity of increasing the value-added crops, has led us to formulate a working hypothesis is that the peanut and soybean plants and rhizobacteria associated with they are products of various biological molecules with potential use in crop productivity and biological technology and industrial applications. The general objective is aimed at studying the production of various molecules and legumes rhizobacteria to improve crop productivity and develop new technological applications in the Cordoba province. This form is intended to meet some demands of different sectors of the center south of Cordoba and the country but enabling new applications of legumes and rhizobacteria in addition to allowing the academic training of undergraduates and graduate of the UNRC.

Producción de factores de virulencia por fitopatógenos bacterianos de soja. Utilización de productos naturales como biocontrol. Production of virulence factors by soybean bacterial phytopathogens. The use of natural products as biocontrolers.

En Argentina el cultivo de soja ocupa el primer lugar en superficie sembrada. El 90% de la producción se obtiene en la zona central del pais. La siembra directa favorece la multiplicación y supervivencia de fitopatógenos causantes de tizón y pústula bacterianos. El tizón es producido por Pseudomonas syringae pv. glycinea observándose manchas marrones en las hojas. Produce gran variedad de toxinas: coronatina, faseolotoxina, siringomicina, tabtoxina, proteínas “nucleation ice”, entre otras, las cuales contribuyen a la clorosis y necrosis. En la infección, además, están involucrados exopolisacáridos (levano y alginato). La celulosa ha sido relacionada en la adhesión bacteriana y en la formación de biofilm. La pústula es causada por Xanthomonas axonopodis pv. glycines. Produce manchas pequeñas con una pequeña pústula de color claro. Libera enzimas como α-amilasa, proteasa, endo β-mannanasa, actividad peptolítica, que degradan componentes vegetales. Xantan, producido por X. axonopodis es uno de los componentes necesarios para la formación de biofilm. Este último es considerado un importante factor de virulencia porque proporciona una estrategia de colonización que otorga mayor resistencia a ambientes desfavorables, tolerancia a antimicrobianos, producción de metabolitos y exoenzimas, etc. Actualmente el control de bacterias fitopatógenas se realiza mediante pesticidas con alta toxicidad para los consumidores y el ambiente. Para evitar las bacteriosis en la práctica se sugiere la rotación de cultivos y utilizar semillas certificadas. Se están probando compuestos naturales derivados de plantas medicinales como pesticidas; estos se pueden dividir en varias categorías fitoquímicas. Varios estudios confirman la actividad antibacteriana, antifúngica y antiviral de estos productos. Extractos vegetales con alto contenido de flavonoides y aceite esenciales poseen una importante actividad antibacteriana. Además, algunos aceites esenciales podrían estar incidiendo en la liberación y/o producción de biofilm, exopolisacáridos y exoproteínas. La gran incidencia de las infecciones por fitopatógenos y las pérdidas económicas que estas acarrean hacen que su control presente grandes dificultades para la agricultura sustentable en soja de nuestro país. En este trabajo se propone estudiar los diferentes factores de virulencia de cepas bacterianas fitopatógenas y evaluar el rol que cumplen en el proceso de la enfermedad en cultivos de soja y desarrollar estrategias para el control de bacteriosis vegetales aplicando productos naturales aislados de plantas aromáticas. La correcta utilización de productos antimicrobianos de origen natural aplicados sobre el cultivo y/o sobre las semillas evitaría la dispersión de la enfermedad y la eliminación al medio ambiente de productos contaminantes no deseados. In Argentina, soybean cultivation occupies the first place; 90% of this cereal is produced in the central region of the country. Intensive tillage practices favour multiplication and survival of bacterial phytopathogens causing blight and pustule diseases. Pseudomonas syringae pv. glycinea produce several toxins like coronatine, faseolotoxine, siringomicine, tabtoxine and proteins of nucleation ice that contribute to the develop of chlorosis and necrosis, characteristic of bacterial blight. It also produces levan and alginate, cellulose and biofilm. Pustule disease is caused by Xanthomonas axonopodis pv glycines, which produce enzymes like α-amilase, protease, endo β-mannanase, peptolitic activity, xanthan and biofilm. Nowadays the control of phytopathogenic bacteria consists in the application of pesticides that are toxic for the environment and man. Natural products from medicinal plants are a new alternative for the treatment of phytopathogens. Researches made with phytochemical compounds (flavonoids, phenols, quinones, cummarines, essential oils, terpenes) support the antimicrobial activity of these natural products. What is more, these substances could suppress the biofilm, exoproteins and exopolisaccharides formation and release of them. The infections caused by phytopathogens provoke economical loses and its control presents big difficulties in our country. The proposal of this work is the characterization of phytopatoghenic strains, its virulence factors and the role they play in the disease process. The development of a new alternative for the control of vegetable bacteriosis using natural products obtained from aromatic plants and the correct application of them on sown fields or on seeds is also an objective in this work.

Energy from waste (EfW): a feasibility study on the economic and the environmental co-benefits of biogas production within rural communities

Energy from waste (E/W) technologies in the form o f biogas plants, CHP plants and other municipal solid waste (MSW) conversion technologies, have been gaining steady ground in the provision o f energy throughout Europe and the UK. Urban Waste Water Treatment Plants (UWWTP) are utilising much o f the same biochemical processes common to these E/W plants. Previous studies on Centralised Anaerobic Digestion (CAD) within Ireland found that the legislative and economic conditions were not conducive to such an operation on the grounds o f low energy price for electric and heat energy, and due to the restrictive nature o f the allowable feedstocks. Recent changes to the Irish REFIT tariff on energy produced from Anaerobic digestion; alterations to the regulation o f the allowable use o f animal by products(ABP); the recent enactment o f the Renewable Energy D irective (09/28/EC) and a subsequent review o f the draft Biowaste Directive (2001) required that the issue o f decentralised energy production in Ireland be reassessed. In this instance the feasibility study is based on a extant rural community, centred around the village o f Woodford Co Galway. The review found that the prevailing conditions were now such that it was technically and economically feasible for this biochemical process to provide energy and waste treatment facilities at the above location. The review also outlines the last item which is preventing this process from becoming achievable, specifically the lack o f a digestate regulation on land spreading which deals specifically with biowaste. The study finds that the implementation o f the draft EU biowaste regulations, with amendments for Cr and Hg levels to match the proposed Irish regulation for compost, would ensure that Ireland has some o f the most restrictive regulations in Europe for this application. The delay in completing this piece o f legislation is preventing national energy and waste issues from being resolved in a planned and stepwise fashion. A proposed lay out for the new Integrated Waste from Energy Plant (IW/EP) is presented. Budget economic projections and alternative revenue streams are outlined. Finally a review o f the national policies regarding the Rural Development Plan (RDP), the Rural Planning Guidelines (RPG) and the National Renewable Energy Action Plan (NREAP) are examined against the relevant EU directives.

An analysis of the use of photogrammetric sorting to audit construction and demolition waste production on site

This study analyses the area of construction and demolition waste (C & D W) auditing. The production of C&DW has grown year after year since the Environmental Protection Agency (EPA) first published a report in 1996 which provided data for C&D W quantities for 1995 (EPA, 1996a). The most recent report produced by the EPA is based on data for 2005 (EPA, 2006). This report estimated that the quantity of C&DW produced for that period to be 14 931 486 tonnes. However, this is a ‘data update’ report containing an update on certain waste statistics so any total provided would not be a true reflection of the waste produced for that period. This illustrates that a more construction site-specific form of data is required. The Department of Building and Civil Engineering in the Galway-Mayo Institute of Technology have carried out two recent research projects (Grimes, 2005; Kelly, 2006) in this area, which have produced waste production indicators based on site-specific data. This involved the design and testing of an original auditing tool based on visual characterisation and the application of conversion factors. One of the main recommendations of these studies was to compare this visual characterisation approach with a photogrammetric sorting methodology. This study investigates the application of photogrammetric sorting on a residential construction site in the Galway region. A visual characterisation study is also carried out on the same project to compare the two methodologies and assess the practical application in a construction site environment. Data collected from the waste management contractor on site was also used to provide further evaluation. From this, a set of waste production indicators for new residential construction was produced: □ 50.8 kg/m2 for new residential construction using data provided by the visual characterisation method and the Landfill Levy conversion factors. □ 43 kg/m2 for new residential construction using data provided by the photogrammetric sorting method and the Landfill Levy conversion factors. □ 23.8 kg/m2 for new residential construction using data provided by Waste Management Contractor (WMC). The acquisition of the data from the waste management contractor was a key element for testing of the information produced by the visual characterisation and photogrammetric sorting methods. The actual weight provided by the waste management contractor shows a significant difference between the quantities provided.

The production of vermicompost from dairy sludge and its value as a plant growth medium

Dairy sludge generated at Glanbia Ingredients Ltd., Kilkenny has up until now been landspread. This study investigated the feasibility of using earthworms to vermicompost the sludge as an alternative method of treatment. It was found that high levels of ammonia in the sludge led to earthworm fatality but that by manually aerating the sludge the ammonia could be volatilised or by adding zeolite the ammonia could be absorbed, thus solving the problem. In a medium scale trial, the earthworm species Dendrobaena veneta and Eisenia fetida dominated the polyculture. Earthworms grew and generated cocoons during vermicomposting. During vermicomposting no leachate was generated. Nutrient changes took place during vermicomposting. There were high levels of nitrate, increased calcium and sulphate in the vermicomposted dairy sludge. The amount of magnesium, potassium and chloride did not change, while phosphate was undetectable after vermicomposting. The levels of nitrate and phosphate were good indicators of the extent of vermicomposting. The vermicomposted dairy sludge provided improved growth and yields of radishes and barley compared to the dairy sludge and control. Compared to the vermicompost, the dairy sludge provided heavier ryegrass yields and more marigolds with larger flower diameters. Generally, it is the amount of phosphate in dairy sludge that dictates how much can be applied as a fertiliser on land. Vermicomposting reduced the amount of phosphate to an undetectable level but on the other hand created a problem of high nitrate levels. In a pot trial with grass grown in vermicompost the nitrate leached from the vermicompost. In field conditions the leaching of nitrate might occur and could cause an increased risk of contamination of groundwater and watercourses.

Synthesis of integrated chemical processes for the production of single enantiomers

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2011

Modelling and analysis of a production plant for low density polyethylene

Dynamic model, tubular reactor, polyethylene, LDPE, discretization, simulation, sensitivity analysis, nonlinear analysis

Neural processes underlying conceptualization in language production

Conceptualization, speech production, ERPs, fMRI

Downstream processing of influenza whole-virions for vaccine production

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2009

novel reactive distillation process for the production of cyclohexanol from cyclohexene

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2010

Design and control of combined chemical processes for the production of pure enantiomers

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2013

Advanced production systems : developing context-oriented method and adaptation capabilities for enhanced supply network

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2014