https://hdl.handle.net/10259/2768 2026-04-19T07:50:09Z https://hdl.handle.net/10259/11025 Separación de mezclas de ácido láctico mediante nanofiltración: parámetros de operación y modelado Amhamdi, Ibtissam La purificación de ácido láctico, representa una de las etapas más críticas y costosas en las biorrefinerías, limitando a menudo la sostenibilidad del proceso global. Este trabajo se centra en la evaluación de una membrana cerámica de nanofiltración (TiO₂/Al₂O₃, 200 Da) como alternativa tecnológica para la separación y concentración de ácido láctico. Se emplearon disoluciones sintéticas de ácido láctico, lactato de calcio y mezclas multicomponente para analizar sistemáticamente la influencia de la presión de operación, la composición de la mezcla y el pH de la alimentación sobre el rendimiento del proceso. Los resultados demuestran que el pH es la variable de control dominante. La operación a pH básico o neutro, donde el de ácido láctico se encuentra en su forma iónica (lactato), induce repulsión electrostática con la membrana, lo que eleva la retención de forma significativa. Por el contrario, a pH ácido la separación es ineficiente. El análisis del ensuciamiento, validado mediante un modelo de flujo límite, confirmó que las condiciones ácidas conducen a un alto ensuciamiento irreversible (β), mientras que las condiciones básicas garantizan una operación estable. Se observó una relación inversa entre flujo y retención, pues para la mezcla compleja, el pH básico provocó una disminución del flujo, mientras que para el lactato de calcio se mejoró la retención sin alterar la productividad. Se concluye que la estrategia más eficaz y prometedora es la conversión del ácido a su sal (lactato de calcio) y la operación del sistema a pH básico, ya que esta aproximación ofrece el mejor balance entre alta retención y flujo estable, validando su potencial para una futura implementación industrial.; The purification of lactic acid represents one of the most critical and costly stages in biorefineries, often limiting the sustainability of the overall process. This work focuses on the evaluation of a ceramic nanofiltration membrane (TiO₂/Al₂O₃, 200 Da) as a technological alternative for the separation and concentration of lactic acid. Synthetic solutions of lactic acid, calcium lactate, and multicomponent mixtures were used to systematically analyze the influence of operating pressure, mixture composition, and feed pH on process performance. The results demonstrate that pH is the dominant control variable. Operating at a basic or neutral pH, where lactic acid exists in its ionic form (lactate), induces electrostatic repulsion with the membrane, leading to a significant increase in retention. Conversely, separation at acidic pH is inefficient. The analysis of fouling, validated by a boundary flux model, confirmed that acidic conditions lead to high irreversible fouling (β), whereas basic conditions ensure stable operation. A notable trade-off between flux and retention was observed: for the complex mixture, basic pH caused a collapse in flux, while for calcium lactate, retention was improved without sacrificing productivity. It is concluded that the most effective and promising strategy is the conversion of the acid to its salt form (calcium lactate) and operating the system at a basic pH. This approach offers the best balance between high retention and stable flux, validating its potential for future industrial implementation. 2025-07-21T00:00:00Z https://hdl.handle.net/10259/11022 Extracción de la fracción proteica de cascarilla de soja mediante agua subcrítica para su valorización Peña Rodríguez, Cecilia La cascarilla de soja, un residuo lignocelulósico de la industria agroalimentaria, contiene una fracción proteica significativa. Se propuso la valorización de este subproducto mediante la extracción de su fracción proteica utilizando agua subcrítica (SW). Se optimizó el proceso evaluando el efecto de la temperatura (150-200 ºC), el tiempo (120- 240 min) y la adición de bicarbonato de sodio. Los resultados mostraron que el tratamiento a 150 ºC fue el más eficiente para la obtención de aminoácidos totales, logrando un balance entre eficiencia de extracción y sostenibilidad energética. Temperaturas más elevadas (180 ºC y 200 ºC) causaron degradación térmica de los compuestos nitrogenados. La adición de bicarbonato de sodio duplicó la liberación de aminoácidos libres a 150 ºC, facilitando la hidrólisis en un medio alcalino. El extracto obtenido a 200 ºC presentó la mayor capacidad antioxidante; Soybean hulls, a lignocellulosic residue from the agri-food industry, contain a significant protein fraction. This byproduct was valorized by extracting its protein fraction using subcritical water (SW). The process was optimized by evaluating the effect of temperature (150-200 ºC), time (120-240 min), and the addition of sodium bicarbonate. Results showed that the 150 ºC treatment was the most efficient for obtaining total amino acids, achieving a balance between extraction efficiency and energy sustainability. Higher temperatures (180 ºC and 200 ºC) caused thermal degradation of nitrogenous compounds. The addition of sodium bicarbonate doubled the liberation of free amino acids at 150 ºC, facilitating hydrolysis in an alkaline medium. The extract obtained at 200 ºC presented the highest antioxidant capacity. 2025-07-23T00:00:00Z https://hdl.handle.net/10259/10879 Obtención de nanocelulosa a partir de residuos lignocelulósicos de la industria agroalimentaria Martín Ramos, Karl Yean En el presente Trabajo Fin de Máster (TFM), se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica a cerca de la nanocelulosa, con el objetivo de comprender sus propiedades, aplicaciones y métodos de obtención. En particular, se ha enfocado en el uso de biomasa lignocelulósica (generada como subproducto de la industria agroalimentaria) como materia prima para su transformación en materiales nanocelulósicos. Se subraya la importancia de gestionar adecuadamente los residuos de esta industria, la cual produce 140 Gt/año de desechos, para mitigar impactos ambientales como la contaminación y el cambio climático. Esta biomasa no solo contiene celulosa, sino también otros componentes estructurales como la hemicelulosa y la lignina, que deben ser eliminados antes de transformar la celulosa en nanocelulosa. El presente trabajo aborda las estrategias para lograr este objetivo. Con todo, este TFM explora la transición hacia una economía circular mediante la valorización de estos subproductos de la industria agroalimentaria para obtener materiales nanocelulósicos de alto valor añadido, materiales que presentan un gran interés en sectores como el farmacéutico, tecnológico y alimentario, debido a sus múltiples aplicaciones industriales, gracias a sus propiedades de biodegradabilidad, biocompatibilidad y alta resistencia mecánica.; In this Master Thesis (TFM), a literature review on nanocellulose has been conducted with the aim of understanding its properties, applications, and methods of production. Specifically, the focus has been on the use of lignocellulosic biomass, generated as a by-product of the agro-food industry, as a raw material for its transformation into nanocellulosic materials. The importance of properly managing the waste from this industry, which produces 140 Gt/year of waste, is highlighted to mitigate environmental impacts such as pollution and climate change. This biomass not only contains cellulose but also other structural components such as hemicellulose and lignin, which must be removed before transforming the cellulose into nanocellulose. This work addresses strategies to achieve this goal. This TFM explores the transition towards a circular economy by valorising these byproducts from the agro-food industry to obtain high value-added nanocellulosic materials. These materials are of great interest in sectors such as pharmaceuticals, technology, and food due to their multiple industrial applications, thanks to their biodegradability, biocompatibility, and high mechanical strength. https://hdl.handle.net/10259/10869 Recuperación de polifenoles de salvado de trigo mediante extracción asistida por ultrasonidos y concentración por extracción de punto de turbidez Santamaría Busto, Alba El salvado de trigo, subproducto lignocelulósico derivado de la industria harinera, representa aproximadamente el 16% de la masa total del grano y es una fuente rica en fibra dietética, vitaminas del grupo B, ácidos grasos esenciales, minerales y, especialmente, compuestos fenólicos como el ácido ferúlico. A pesar de su valor nutricional, la extracción eficiente y sostenible de estos compuestos bioactivos plantea desafíos, principalmente por las limitaciones asociadas a los métodos convencionales basados en disolventes orgánicos. Este estudio propone una alternativa respetuosa con el medio ambiente para la recuperación de los polifenoles presentes en el salvado de trigo, basada en la extracción asistida por ultrasonidos (UAE) para mejorar la disrupción celular y favorecer la liberación de compuestos, sin y con enzimas (proteasa y xilanasa) en medio acuoso (tampón acetato a pH 5) para aumentar la eficiencia del proceso. Los polifenoles extraídos mediante UAE se concentrarán posteriormente mediante extracción de punto de turbidez (CPE), una técnica que emplea tensioactivos no iónicos en medio acuoso, eliminando el uso de disolventes orgánicos. Se seleccionó el tensioactivo no iónico Triton X-114 para la CPE debido a su bajo punto de turbidez (~35 ºC), que facilita la separación de las fases (fase acuosa y fase rica en tensioactivo) a temperaturas moderadas. Los ensayos preliminares permitieron determinar las concentraciones óptimas del tensioactivo (20% y 15% para sistemas sin y con enzimas, respectivamente). Posteriormente, se realizó un diseño de experimentos para obtener las condiciones óptimas de operación del proceso: temperatura de 60 ºC, tiempo de 60 minutos y 10% de sal (NaCl). Bajo estas condiciones óptimas, se alcanzaron elevadas eficacias de extracción de polifenoles (EE): 84,81% para sistemas sin enzimas y 80,81% para sistemas con enzimas. Aunque para el sistema sin enzimas se obtuvo una EE ligeramente superior, el tratamiento enzimático permitió reducir la cantidad de tensioactivo a utilizar, disminuyendo el volumen final de fase rica en tensioactivo (con mayor concentración de polifenoles presentes en la misma) y mejorar la sostenibilidad del proceso, factores clave para su posible escalado industrial. Estos resultados confirman que la CPE, especialmente cuando se combina con ultrasonidos y tratamiento enzimático, representa una alternativa eficaz, escalable y alineada con los principios de sostenibilidad para la valorización del salvado de trigo en aplicaciones alimentarias y farmacéuticas.; Wheat bran, a lignocellulosic by-product of the wheat milling industry, represents about 16% of the total grain mass and is a rich source in dietary fiber, B-group vitamins, essential fatty acids, minerals, and especially phenolic compounds such as ferulic acid. Despite their nutritional value, efficient and sustainable extraction of these bioactive compounds remains a challenge, mainly due to the limitations associated with conventional organic solvent extraction methods. This study proposes an environmentally friendly alternative for the recovery of polyphenols present in wheat bran, based on ultrasound-assisted extraction (UAE) to improve cell disruption and promote compound release, with and without enzymes (protease and xylanase) in aqueous solution (acetate buffer at pH 5) to increase process efficiency. Polyphenols extracted by UAE will be subsequently concentrated by cloud point extraction (CPE), a technique that employs non-ionic surfactants in aqueous solution, avoiding the use of organic solvents. The non-ionic surfactant Triton X-114 was selected for CPE due to its low cloud point (~35 ºC), which facilitates phase separation (aqueous phase and surfactant-rich phase) at moderate temperatures. 2 Preliminary tests were carried out to determine the optimal surfactant concentrations (20% and 15% for systems without and with enzymes, respectively). A design of experiments was performed to obtain the optimal operating conditions for the process: temperature of 60 ºC, time of 60 minutes, and 10% salt (NaCl). Under these optimal conditions, high polyphenol extraction efficiencies (EE) were achieved: 84.81% for systems without enzymes and 80.81% for systems with enzymes. Although a slightly higher EE was obtained in the enzyme-free system, the enzymatic treatment allowed a reduction in the amount of surfactant used, decreasing the final volume of the surfactant-rich phase (with a higher concentration of polyphenols) and improving the sustainability of the process, key factors for its potential industrial scalability. These results confirm that CPE, especially when combined with ultrasound and enzymatic treatment, represents an effective, scalable, and sustainable alternative for the valorization of wheat bran in food and pharmaceutical applications.