https://hdl.handle.net/11185/8 2026-06-24T14:09:07Z 2026-06-24T14:09:07Z Chiappero, Lucio Rafael https://hdl.handle.net/11185/8883 2026-06-19T12:55:52Z 2026-04-08T00:00:00Z

Valorización de ligninas técnicas en matrices de PELBD: desarrollo de materiales funcionales para aplicaciones agrícolas e industriales Chiappero, Lucio Rafael En el contexto actual de creciente conciencia ambiental y necesidad de reducir el uso de materiales derivados del petróleo, se ha intensificado la búsqueda de polímeros más sostenibles y respetuosos con el entorno. En este marco, la lignina —un subproducto abundante y renovable de la industria papelera— ha despertado un interés creciente como aditivo funcional para matrices poliméricas, especialmente en mezclas con poliolefinas como el polietileno lineal de baja densidad (PELBD). El aprovechamiento de ligninas técnicas no solo permitiría reducir el impacto ambiental de los plásticos convencionales, sino también valorizar residuos industriales de bajo costo, favoreciendo el desarrollo de materiales más circulares. En esta tesis se estudia la incorporación de distintas ligninas técnicas, tanto sin modificar como funcionalizadas por esterificación, en formulaciones con PELBD orientadas a dos tipos de aplicaciones: moldeo por inyección y películas agrícolas flexibles. A lo largo del trabajo se analizan tanto las propiedades fundamentales de las ligninas empleadas como el comportamiento térmico, mecánico y estructural de los materiales compuestos obtenidos. Asimismo, se exploran estrategias adicionales como la adición de cargas inorgánicas (cenizas de cascarilla de arroz) y nanocargas (nanoarcillas), así como tratamientos por radiación ionizante, con el fin de mejorar las prestaciones funcionales de los materiales desarrollados.; In the current context of growing environmental awareness and the need to reduce the use of petroleum-based materials, the search for more sustainable and environmentally friendly polymers has intensified. Within this framework, lignin—an abundant and renewable by-product of the pulp and paper industry—has attracted increasing attention as a functional additive for polymer matrices, particularly in blends with linear low-density polyethylene (LLDPE). The utilization of technical lignins not only offers the possibility of reducing the environmental impact of conventional plastics but also enables the valorization of low-cost industrial residues, contributing to the development of more circular materials. This thesis investigates the incorporation of different technical lignins, both unmodified and chemically functionalized through esterification, into LLDPE formulations intended for two application fields: injection-molded products and flexible agricultural films. Throughout the study, the fundamental properties of the selected lignins are examined, together with the thermal, mechanical, and structural behavior of the resulting composite materials. In addition, complementary strategies are explored to enhance material performance, including the incorporation of inorganic fillers derived from rice husk ash and nanofillers based on nanoclays, as well as treatments using ionizing radiation. These approaches are evaluated with the aim of improving the functional characteristics of the developed materials and expanding their potential applications in more sustainable polymeric systems. Fil: Chiappero, Lucio Rafael. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

2026-04-08T00:00:00Z Peralta, Micaela Belén https://hdl.handle.net/11185/8881 2026-06-18T15:14:41Z 2026-02-19T00:00:00Z

Desarrollo de un laminado biobasado de alta presión mediante el reemplazo parcial del fenol con lignina kraft de madera dura: Diseño, optimización y escalado Peralta, Micaela Belén La creciente demanda de materiales sostenibles ha impulsado la búsqueda de alternativas renovables a materias primas fósiles, posicionando a la lignina como un sustituto potencial del fenol en resinas fenólicas. La lignina kraft de eucalipto, subproducto abundante de la industria papelera, presenta similitudes estructurales con el fenol, aunque su baja reactividad requiere procesos de activación para su incorporación en materiales de alto desempeño. Esta Tesis tuvo como objetivo desarrollar un sistema integrado para la valorización de lignina kraft de eucalipto como sustituto parcial de fenol en resinas resol destinadas a laminados de alta presión, abarcando la activación química, síntesis y optimización de resinas lignina–fenol–formaldehído, escalado industrial y evaluación del desempeño final. La hidroximetilación permitió identificar condiciones óptimas de funcionalización (pH 11 y 50 °C), incrementando la reactividad de la lignina y validando el seguimiento cinético mediante espectroscopía UV diferencial, SEC y RMN de 31P. La incorporación de lignina funcionalizada en resinas con 30 % de sustitución de fenol mostró que la prehidroximetilación favorece la conversión de formaldehído, la formación de redes de curado eficientes y mejores propiedades termomecánicas en los laminados. El escalado industrial alcanzó un nivel de madurez tecnológica TRL 7, demostrando la factibilidad de producir resinas, prepregs y laminados en condiciones reales de fabricación. Los materiales obtenidos presentaron buena calidad superficial, menores emisiones de formaldehído y desempeño mecánico comparable a sistemas convencionales. El estudio de mayores sustituciones indicó que un reemplazo del 50 % de fenol ofrece el mejor equilibrio entre procesabilidad y propiedades finales. Los resultados demuestran la viabilidad de emplear lignina kraft funcionalizada como alternativa sostenible para el desarrollo de laminados fenólicos de alto desempeño.; The increasing demand for sustainable materials has driven the search for renewable alternatives to fossil-based raw materials, positioning lignin as a potential substitute for phenol in phenolic resins. Hardwood kraft lignin, an abundant by-product of the pulp and paper industry, presents structural similarities with phenol; however, its low reactivity requires activation processes for its incorporation into high-performance materials. This Thesis aimed to develop an integrated system for the valorization of hardwood kraft lignin as a partial phenol substitute in resol resins for high-pressure laminates, including chemical activation, synthesis and optimization of lignin–phenol–formaldehyde resins, industrial scale-up, and evaluation of the final material performance. Hydroxymethylation allowed the identification of optimal functionalization conditions (pH 11 and 50 °C), increasing lignin reactivity and validating kinetic monitoring through differential UV spectroscopy, SEC, and 31P NMR. The incorporation of functionalized lignin into resins with 30% phenol substitution showed that pre-hydroxymethylation promotes formaldehyde conversion, efficient curing network formation, and improved thermomechanical properties of the laminates. Industrial scale-up reached a technology readiness level TRL 7, demonstrating the feasibility of producing resins, prepregs, and laminates under real manufacturing conditions. The obtained materials exhibited good surface quality, lower formaldehyde emissions, and mechanical performance comparable to conventional systems. Higher substitution levels indicated that 50% phenol replacement provides the best balance between processability and final properties. The results demonstrate the feasibility of using functionalized hardwood kraft lignin as a sustainable alternative for the development of high-performance phenolic laminates. Fil: Peralta, Micaela Belén. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

2026-02-19T00:00:00Z Jaramillo Baquero, Marcela https://hdl.handle.net/11185/8849 2026-06-02T13:02:04Z 2026-03-03T00:00:00Z

Producción de H2 a partir de bioetanol mediante el acoplamiento de reacciones de reformado y procesos de purificación Jaramillo Baquero, Marcela Esta tesis doctoral aborda el desarrollo y evaluación de materiales catalíticos para la producción de hidrógeno mediante el reformado de etanol con vapor (SRE) y su acoplamiento con la captura in situ de CO₂ (SESRE). El trabajo se enmarca en la búsqueda de tecnologías energéticas más sostenibles, donde el hidrógeno se perfila como un vector energético clave para la descarbonización de distintos sectores. En este contexto, el reformado de bioetanol constituye una alternativa prometedora por su origen renovable y su potencial integración con procesos de captura que permiten aumentar la pureza del H₂ y disminuir las emisiones. La investigación se centra en catalizadores soportados sobre CeO₂–SiO₂, modificados con etilenglicol (EG) para mejorar la dispersión metálica y la interacción metal–soporte. Esta modificación favorece la formación de nanopartículas altamente dispersas de CeO₂ y metal (≈2–2,5nm). Los catalizadores basados en Co mostraron conversión completa de etanol, altos rendimientos a hidrógeno y buena estabilidad. Por su parte, el sistema Ni/CeO₂–SiO₂(EG) presentó partículas pequeñas y homogéneas, fuerte interacción metal–soporte y excelente estabilidad durante 50h de reacción, con alta selectividad a H₂ y mínima formación de carbón. Además, se evaluaron catalizadores bimetálicos de Ni-Co, en los que los materiales preparados mediante impregnación sucesiva mostraron una mejor dispersión y estabilidad. Finalmente, el proceso SESRE evidenció una fuerte sinergia catalizador–adsorbente. El sistema Ni(EG):Ca–Zr alcanzó purezas de H₂ de 98–99% y excelente estabilidad cíclica, demostrando el potencial del proceso SESRE para producir hidrógeno de alta pureza con menores emisiones.; Esta tesis doctoral aborda el desarrollo y evaluación de materiales catalíticos para la producción de hidrógeno mediante el reformado de etanol con vapor (SRE) y su acoplamiento con la captura in situ de CO₂ (SESRE). El trabajo se enmarca en la búsqueda de tecnologías energéticas más sostenibles, donde el hidrógeno se perfila como un vector energético clave para la descarbonización de distintos sectores. En este contexto, el reformado de bioetanol constituye una alternativa prometedora por su origen renovable y su potencial integración con procesos de captura que permiten aumentar la pureza del H₂ y disminuir las emisiones. La investigación se centra en catalizadores soportados sobre CeO₂–SiO₂, modificados con etilenglicol (EG) para mejorar la dispersión metálica y la interacción metal–soporte. Esta modificación favorece la formación de nanopartículas altamente dispersas de CeO₂ y metal (≈2–2,5nm). Los catalizadores basados en Co mostraron conversión completa de etanol, altos rendimientos a hidrógeno y buena estabilidad. Por su parte, el sistema Ni/CeO₂–SiO₂(EG) presentó partículas pequeñas y homogéneas, fuerte interacción metal–soporte y excelente estabilidad durante 50h de reacción, con alta selectividad a H₂ y mínima formación de carbón. Además, se evaluaron catalizadores bimetálicos de Ni-Co, en los que los materiales preparados mediante impregnación sucesiva mostraron una mejor dispersión y estabilidad. Finalmente, el proceso SESRE evidenció una fuerte sinergia catalizador–adsorbente. El sistema Ni(EG):Ca–Zr alcanzó purezas de H₂ de 98–99% y excelente estabilidad cíclica, demostrando el potencial del proceso SESRE para producir hidrógeno de alta pureza con menores emisiones. Fil: Jaramillo Baquero, Marcela. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

2026-03-03T00:00:00Z Guraya, María Ángeles https://hdl.handle.net/11185/8845 2026-05-28T14:36:29Z 2026-05-18T00:00:00Z

Diseño del proceso de recuperación de proteínas en legumbres Guraya, María Ángeles La búsqueda de fuentes proteicas sostenibles impulsa el desarrollo de procesos para valorizar legumbres con alto potencial nutricional y tecnológico. En este contexto, el trabajo diseña y evalúa procesos de recuperación de proteínas a partir de arvejas amarillas y verdes (Pisum sativum L.), con enfoque en ingeniería de procesos, para obtener ingredientes proteicos funcionales con aplicación alimentaria. El estudio integra extracción alcalina y precipitación isoeléctrica con ácido clorhídrico, ácido láctico y bacterias ácido-lácticas, junto con pretratamientos de fermentación en estado sólido e hidrólisis enzimática. Además, incorpora secado por aspersión utilizando la fracción fina de harina como encapsulante para mejorar eficiencia del proceso y propiedades del polvo proteico. Se caracterizan materias primas y productos según composición fisicoquímica, propiedades funcionales, tecnológicas, antioxidantes y calidad proteica. Los resultados demuestran que las variaciones en la relación sólido:líquido y el tipo de precipitante no modifican significativamente el contenido proteico ni el rendimiento de recuperación, mientras que los pretratamientos biotecnológicos alteran composición y desempeño del proceso. Los polvos presentan buena fluidez, y el uso de bacterias ácido-lácticas y encapsulante mejora humectabilidad, estabilidad y manipulación, ampliando posibilidades de aplicación en alimentos funcionales, bebidas y formulaciones instantáneas. Desde el punto de vista económico, el análisis considera ingresos, costos operativos e inversión de capital. La ruta con bacterias ácido-lácticas sin pretratamiento resulta más competitiva, con menor costo unitario, menores precios de equilibrio y rentabilidad, mientras que los procesos con ácido láctico presentan sobrecostos y la fermentación en estado sólido resulta menos eficiente por elevada demanda energética y baja productividad.; The search for sustainable protein sources drives the development of processes aimed at valorizing legumes with high nutritional and technological potential. In this context, this work designs and evaluates protein recovery processes from yellow and green peas (Pisum sativum L.), with a process engineering approach, to obtain functional protein ingredients for food applications. The study integrates alkaline extraction and isoelectric precipitation using hydrochloric acid, lactic acid, and lactic acid bacteria, together with solid-state fermentation and enzymatic hydrolysis pretreatments. In addition, spray drying is incorporated using the fine flour fraction as an encapsulating agent to improve process efficiency and the properties of the resulting protein powder. Raw materials and products are characterized in terms of physicochemical composition, functional, technological, antioxidant properties, and protein quality. Results demonstrate that variations in the solid-to-liquid ratio and precipitating agent do not significantly affect protein content or recovery yield, whereas biotechnological pretreatments modify composition and process performance. The resulting powders exhibit good flowability, while the use of lactic acid bacteria and the encapsulating agent improves wettability, stability, and handling properties, thereby expanding their potential applications in functional foods, beverages, and instant formulations. From an economic perspective, the analysis considers revenues, operating costs, and capital investment. The route employing lactic acid bacteria without pretreatment proves to be the most competitive, showing lower unit cost, lower break-even prices, and higher profitability, whereas lactic acid-based processes present additional costs, and solid-state fermentation emerges as the least efficient alternative due to its high energy demand and low productivity. Fil: Guraya, María Ángeles. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina.

2026-05-18T00:00:00Z