Progress in industrial bioprocess engineering in China / 生物工程学报

The advances of industrial biotechnology highly depend on the development of industrial bioprocess researches. In China, we are facing several challenges because of a huge national industrial fermentation capacity. The industrial bioprocess development experienced several main stages. This work mainly reviews the development of the industrial bioprocess in China during the past 30 or 40 years: including the early stage kinetics model study derived from classical chemical engineering, researching method based on control theory, multiple-parameter analysis techniques of on-line measuring instruments and techniques, and multi-scale analysis theory, and also solid state fermentation techniques and fermenters. In addition, the cutting edge of bioprocess engineering was also addressed.

Insights into engineering of cellulosic ethanol / 生物工程学报

For energy security, air pollution concerns, coupled with the desire to sustain the agricultural sector and revitalize the rural economy, many countries have applied ethanol as oxygenate or fuel to supplement or replace gasoline in transportation sector. Because of abundant feedstock resources and effective reduction of green-house-gas emissions, the cellulosic ethanol has attracted great attention. With a couple of pioneers beginning to produce this biofuel from biomass in commercial quantities around the world, it is necessary to solve engineering problems and complete the economic assessment in 2015-2016, gradually enter the commercialization stage. To avoid "competing for food with humans and competing for land with food", the 1st generation fuel ethanol will gradually transit to the 2nd generation cellulosic ethanol. Based on the overview of cellulosic ethanol industrialization from domestic and abroad in recent years, the main engineering application problems encountered in pretreatment, enzymes and enzymatic hydrolysis, pentose/hexose co-fermentation strains and processes, equipment were discussed from chemical engineering and biotechnology perspective. The development direction of cellulosic ethanol technology in China was addressed.

Aproveitamento do resíduo de camarão / Shrimp waste utilization

O presente trabalho de revisão de literatura teve como objetivo fornecer informações sobre a importância do aproveitamento dos resíduos do beneficiamento do camarão. Foram abordados os componentes estruturais do camarão e suas características químicas, a evolução da carcinicultura e sua relação com o meio ambiente e o aproveitamento dos resíduos do beneficiamento. O estudo evidenciou o grande potencial nutricional que os resíduos do beneficiamento do camarão apresentam, sendo necessárias pesquisas com o objetivo de viabilizar o seu aproveitamento para a alimentação humana.

Perfil de aminoácidos de la proteína unicelular de Kluyveromyces marxianus var. marxianus / Amino acids profile of the single cell protein from Kluyveromyces marxianus var. marxianus

Se estudió el perfil de aminoácidos de la proteína unicelular (PUC) de la levadura Kluyveromyces marxianus var. marxianus (ATCC 8554) utilizando lactosuero como sustrato. Los bioprocesos se llevaron a cabo por triplicado a pH 5,0; 30°C y 200rpm durante 12h en un biorreactor Bioflo® 4000. Se caracterizó la humedad, lípidos y proteína cruda de la biomasa obtenida. Para el análisis del perfil de aminoácidos se utilizó un cromatógrafo líquido de alta resolución. La derivatización de los aminoácidos libres se realizó con fenilisotiocianato. Los resultados indicaron que el contenido de proteína cruda en K. marxianus es de 42,19 por ciento. El contenido de lisina (5,47 ±3,0 por ciento) y de treonina (15,21 ±2,6 por ciento) en esta proteína son mayores que en la proteína de la harina de trigo. El aminoácido encontrado en mayor cantidad es el ácido glutámico, característico de organismos unicelulares, mientras que la metionina es el aminoácido obtenido en menor proporción. El perfil de aminoácidos muestra una distribución equilibrada del contenido de éstos en la proteína unicelular de K. marxianus en comparación a los patrones de referencia internacionales de la FAO, lo que sugiere el uso potencial de esta proteína unicelular como fuente proteica.

Actividad metanogénica específica en un reactor anaerobio - aerobio aplicado al tratamiento de agua residual doméstica / Specific methanogenic activity in an anaerobic-aerobic reactor applied to the treatment of domestic residual water

El ensayo de actividad metanogénica específica (AME) es una importante herramienta para el monitoreo de la digestión anaerobia. En este estudio se observó el comportamiento de las arqueas metanogénicas de un lodo anaerobio, bajo diferentes condiciones de oxigenación en un reactor anaerobio-aerobio de lecho fijo, operado de modo continuo con diferentes razones de recirculación de la fase líquida para remover carbono y nitrógeno, aplicado al tratamiento de aguas residuales domésticas. La aplicación del ensayo AME fue adaptado de varios autores y la medición del metano acumulado en el reactor se realizó mediante cromatografía gaseosa. Al finalizar los experimentos se observó que la presencia de oxígeno no inhibió el comportamiento de los organismos metanogénicos. Al contrario, la velocidad de producción de CH4 fue mayor en comparación con los resultados obtenidos en la fase en que el reactor operó de forma anaerobia.

Mezclas con potencial coagulante para tratamiento de lixiviados de un relleno sanitario / Mixtures with clotting potential for the treatment of leachates of a sanitary landfill

En el manejo de residuos sólidos una alternativa es el relleno sanitario, la cual es un problema debido a que el lixiviado generado representa un riesgo de contaminación de agua y suelo. Se determinó el potencial de coagulación-floculación de mezclas con proporciones variables de almidón de plátano, sulfato de aluminio y arcillas (LASA 55; LASA 73; LASAB 23530 y LASAR 23530). Para evaluar la efectividad se corrieron testigos de coagulación con sulfato de aluminio y cloruro férrico. El lixiviado fue pretratado y se desarrollaron pruebas de jarras, midiendo turbiedad, color, demanda química de oxígeno (DQO), pH, sólidos suspendidos totales (SST) y conductividad. La turbiedad se redujo a <5UNT con 75mg·l-1 en dos tratamientos (LASA 55 y sulfato de aluminio). La mayor remoción de color se obtuvo con cloruro férrico, seguidas por LASA 55 y sulfato de aluminio, LASAB 23530 y LASA 73, siendo LASAR 23530 la menor. Las mezclas basadas en almidón más sulfato de aluminio tuvieron un bajo nivel de remoción de DQO; a diferencia de LASAR, los coagulantes convencionales presentaron mejor remoción. En cuanto a los SST y conductividad, se obtuvo una correlación muy similar entre ambas. Los resultados permitieron establecer la factibilidad de aplicar mezclas con propiedades coagulantes para el tratamiento de lixiviados o para pruebas futuras en el tratamiento de aguas residuales industriales o municipales.

Modelado no isotérmico al equilibrio de plaguicidas en fase acuosa sobre carbón activado / Non-isothermic modeling of pesticides in aqueous phase on activated carbon at equilibrium

Se realizó el modelado no isotérmico de la adsorción de los plaguicidas en solución acuosa sobre carbón activado y el análisis de parámetros de los modelos seleccionados, utilizando tres carbones activados, uno de producción venezolana (V-100) y dos utilizados ampliamente en Europa (Chemvirom Filtrasorb 400 y carbón picatif NC90). Fueron considerados dos plaguicidas, Atrazina e Imidacloprid, y once modelos de equilibrio: Freundlich, Langmuir, Langmuir-Freundlich, Fowler-Guggenheim, Hindarso, Temkin-Frumkin, Temkin, Khan, Toth, Dubinin-Astakhov y Jaroniec-Choma. Los parámetros respectivos fueron determinados a través de la minimización de la diferencia entre la cantidad de plaguicida adsorbido experimentalmente y la calculada según el modelo, utilizando SOLVER de Microsoft EXCEL. Para discriminar los citados modelos se consideró la coherencia de resultados, el análisis de varianza de los parámetros y las hipótesis físicas que sirvieron para construir los modelos. Cuatro modelos presentaron precisión suficiente y fueron físicamente exactos: Freundlich, Langmuir-Freundlich, Fowler-Guggenheim y Dubinin-Astakhov. El análisis de parámetros de los modelos seleccionados evidenció la influencia de las características de los carbones y plaguicidas utilizados. La visualización de un fenómeno de superposición entre los modelos de Freundlich y Langmuir-Freundlich, utilizando la distribución ponderada por el número de sitios de adsorción, indica que este último representa mejor la distribución de sitios utilizados por el plaguicida en las condiciones de adsorción. Se obtuvo una regresión lineal, con buena correlación, entre el volumen de microporos y la capacidad de adsorción para la mayor parte de los modelos seleccionados.

Determinación de emisiones de solventes volatiles en un laboratorio docente y de investigación de ingeniería química, Valencia Venezuela / Determination of volatile solvents in a teaching and research laboratory of chemical engineering Valencia Venezuela

Esta investigación tuvo como objetivo determinar las concentraciones de solventes volátiles en el Laboratorio de Ingeniería Química (LIQ) de la Universidad de Carabobo, ValenciaVenezuela. Los equipos evaluados fueron las torres de destilación y extracción sólido-líquido; operando con etanol-agua y hexano como solventes extractivos respectivamente. Se empleó un muestreador activo para recolectar la muestra gaseosa y un medio de colección físico y químico, carbón activado y 5mL de solución absorbente formada por agua destilada y una mezcla al 50% molar de hexano-tolueno. En la torre de destilación se obtuvieron 0,002483 ppm y 0,002742 ppm de etanol, y en la torre de extracción 0,00125 ppm y 0,000758 ppm de hexano para cada medio. Estos resultados se compararon con los reportados en las normas oficiales Venezolanas (COVENIN, 1993), concluyéndose que las concentraciones de etanol y hexano en el área de estudio están por debajo de las concentraciones máximas permitidas.

Química atmosférica na Amazônia: a floresta e as emissões de queimadas controlando a composição da atmosfera amazônica / Atmospheric chemistry in Amazonia: the forest and the biomass burning emissions controlling the composition of the Amazonian atmosphere

Entender os processos naturais que regulam a composição da atmosfera é crítico para que se possa desenvolver uma estratégia de desenvolvimento sustentável na região. As grandes emissões de gases e partículas durante a estação seca provenientes das queimadas alteram profundamente a composição da atmosfera amazônica na maior parte de sua área. As concentrações de partículas de aerossóis e gases traço aumentam por fatores de 2 a 8 em grandes áreas, afetando os mecanismos naturais de uma série de processos atmosféricos na região amazônica. Os mecanismos de formação de nuvens, por exemplo, são profundamente alterados quando a concentração de núcleos de condensação de nuvens (NCN) passa de 200 a 300 NCN/cm³ na estação chuvosa para 5.000-10.000 NCN/centímetro cúbico na estação seca. As gotas de nuvens sofrem uma redução de tamanho de 18 a 25 micrômetros para 5 a 10 micrômetros, diminuindo a eficiência do processo de precipitação e suprimindo a formação de nuvens. A concentração de ozônio, um gás importante para a saúde da floresta amazônica passa de cerca de 12 partes por bilhão em volume (ppb) (concentração típica ao meio do dia na estação chuvosa) para valores em regiões fortemente impactadas por queimadas de até 100 ppb, nível que pode ser fitotóxico para a vegetação. O balanço de radiação é fortemente afetado, com uma perda líquida de até 70 por cento da radiação fotossinteticamente ativa na superfície.

Aplicación de la técnica satelital altimétrica para estudios prospectivos de hidrocarburos en Venezuela / Application of the satellite altimetry technique for hydrocarbon prospecting studies in Venezuela

Petróleos de Venezuela S.A (PDVSA) ejecutó en 2001-2002 un proyecto de exploración en la región del delta del Río Orinoco, en un área apróximada de 110000km2, formando parte de la Red de Investigación asociada al Proyecto Fachada Atlántica de Venezuela. El macroproyecto de compone de la integración de datos provenientes de sísmica tridimencional, gravimetría desde embarcaciones y la implementación, por primera vez en Venezuela, de un estudio satelital altimétrico con propósitos de prospección de hidrocarburos. Este trabajo explica la aplicación de la técnica satelital altimétrica en Venezuela como método complementario a los convencionales utilizados en proyectos de prospección petrolera. Se procesaron, bajo dos subproyectos totalmente independientes, mediciones efectuadas desde las plataformas de los satélites GEOSAT, ERS-1, ERS-2 y TOPEX POSEIDON. Uno de los trabajos fue realizado por la empresa inglesa GETECH y el otro en el Laboratorio de Geodesia Física y Satelital de la Universidad del Zulia, en Maracaibo, Venezuela. El primero se obtuvo como productos: el modelo geoidal para la zona, anomalías de aire y de Bouger, la topografía del fondo del mar y anomalías de residuales isostáticos. En el segundo se efectuó un procesamiento con data software independientes, con la finalidad de efectuar comparaciones y estudios complementarios. Finalmente se concluye en la bondad de los resultados y la convivencia de utilizar la técnica satelital altimétrica con fines de interpretación geofísica como método de escalamiento

An Experimental Investigation for Biologic Reactions of Carbon Fiber Implants / 대한정형외과학회잡지

Ligament and tendon prostheses have all suffered because of failure of the particular material that has used in the past. Various materials, including, silk, nylon, Dacron, and combinstions of other synthetic substances, have all enjoyed temporary vogues and have vogues and have all passed out of habitual use because of collapse of the material employed. In an attempt to find an alternative material for use as a tendon or ligament prosthesis, a fundamentally new approach to the problem has been used, namely, that of tendon ligament induction. Carbon fiber has an attraction as a biologic implant because of its inherently inert nature when used in the pure form. Within recent years, it has been possible to manufacture filamentous carbon fiber of high purity and constant filament size, and this material has been examined as a tendon and ligament prosthesis. Both achilles tendons of 14 adult Korean rabbits were replsced with carbon fiber reinforced epoxies(CFRE, it was developed in department of chemical engineering, Chungnam national university, Daejeon, Korea) after artificially rupture, and serial histologic examination of neotendon formations and biologic responces in vivo were done during 8 weeks. The results obtained were as followings ;1. Hemorrhage and inflammatory reactions were observed at 2–3 weeks after operations. 2. Foreign body reactions were developed at 4 weeks after operation, also observed proliferations of foreign body giant cells and histiocytes. 3. Fibroblasts were increased at 4 weeks after operation, and most severe poliferations at 5–6 weeks. 4. Foreign body reactions and fibroblasts were markedly decreased at 7–8 weeks after operation, and examination of the collagen itself showed it to be closely similar to that found on the normsl side.5. Thus, it appeared that the carbon fiber initially acted as a tendon prosthesis.