https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/100031 Tesis Postgrado Tue, 05 May 2026 19:42:29 GMT 2026-05-05T19:42:29Z https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209724 Recuperación de Li desde una matriz de alto ratio másico Mg/Li, proveniente de una sal de descarte del proceso convencional de tratamientos de salmueras del Salar de Atacama, mediante un proceso de precipitación química y extracción por solventes Fernández Díaz, Daniel Ricardo Chile, conocido mundialmente como un país exportador de cobre, presenta además grandes perspectivas respecto a la explotación de sus yacimientos de litio, ubicados en los salares del norte del país. La explotación de este metal se enmarca en el desarrollo mundial de las tecnologías limpias, donde el litio es actualmente el principal insumo para la fabricación de baterías. Los procesos convencionales de extracción del litio, rondan un 50 a 60% de recuperación desde las salmueras naturales, teniendo como descarte o residuos, sales mixtas de metales alcalinos y alcalinotérreos de bajo valor comercial. En este sentido, la propuesta de esta tesis, considera el uso de los descartes del proceso de extracción del litio como matriz de alimentación, recuperando la fracción de este metal incluida en las sales agotadas del proceso. Las salmueras preparadas a partir de esta sal, corresponden al producto terminado y procesado por Sustenting Chile, empresa colaboradora de esta investigación. El método propuesto integra un proceso de limpieza primaria a través de precipitación con oxalatos y/o complejos precipitantes de hidróxidos y carbonatos básicos (Hidrotalcitas o LDH). Este pre-tratamiento busca disminuir el ratio Mg/Li, manteniendo al Li en solución y precipitando al magnesio complejizado con iones oxalatos o hidróxidos, por sus diferencias de solubilidad. Luego esta fase acuosa rica en litio, es sometida a un proceso de extracción por solventes por contacto con una fase orgánica por acción del extractante ácido dibenzoylmetano (β-dicetona) disuelto en kerosene con el co-extractantes tributilfosfato (TBP), lo que posibilitará la aislación de litio por intercambio iónico y regeneración del sistema H+/Li+. Finalmente, el licor rico en litio obtenido del proceso SX, es sometido a un proceso de precipitación química y posterior recuperación de una sal comercial como carbonato de litio, promovida por la adición de carbonato de sodio. Se evaluó la precipitación promovida por oxalatos a una relación molar Mg/Oxalatos de 1:1,2. Los ensayos fueron llevados a cabo en un amplio perfil de pH, obteniendo los mejores desempeños de remoción de magnesio a pH 7, con una disminución del ratio másico Mg/Li (expresado como mg de magnesio sobre mg de litio), de un 91,78% y retención de litio en solución del 83,91%. Las hidrotalcitas (LDH) por su lado, tuvieron mejores desempeños que los oxalatos, llegando a una disminución del ratio Mg/Li de un 99,84% y retención de litio del 90,90%. Además, en el sobrenadante de las hidrotalcitas se obtuvo un pH post precipitación de 12,8, mientras que en el de oxalato fue de 6,5. El pH del sobrenadante es un factor crítico para el siguiente proceso de aislamiento del litio, ya que la SX ensayada en esta investigación, para obtener un proceso eficiente, requiere un pH mayor a 10 [7]. La fase acuosa resultante del proceso de precipitación fue sometida a un ensayo de extracción por solventes utilizando DBM/TBP/kerosene como fase orgánica. Se utilizó un perfil amplio de relaciones molares DBM/Li, junto al co-extractante TBP. En un análisis global del proceso SX, se observó una mayor eficiencia en todos los parámetros clave de aislación de litio a medida que la relación molar DBM/Li aumentaba. La tendencia se estabiliza cuando se alcanza una relación molar cercana a 6 y pH en el equilibrio de 13,05, donde la eficiencia de extracción de litio a la fase orgánica en sólo una etapa sobrepasa el 96%, alcanzado en este punto una eficiencia global, del 90,59%. Respecto al proceso de carbonatación, la estrategia de adición inversa del concentrado del metal obtenido sobre un licor madre de carbonato de litio, promovió la formación de una fase sólida rica en litio, aun con concentraciones inferiores a 400 ppm, demostrando la efectividad del método en soluciones diluidas. El sólido alcanzó hasta 23,5% en peso de litio, (peso equivalente de litio/ peso total del sólido), magnitud superior al 18,75% teórico del Li₂CO₃ anhidro, sin embargo, también se evidenció contenidos cercanos al 11% en masa, lo que sugiere fases mixtas o sales co-precipitadas y heterogeneidad composicional, atribuible a la generación de LiOH, junto al carbonato de litio a pH mayor a 12, como fue el reportado en esta experiencia. En conclusión, la precipitación por hidrotalcitas es más eficiente que la de oxalatos, tanto en remoción de magnesio como mantención de litio libre en fase acuosa. El sobrenadante rico en litio utilizado en la SX a relación molar DBM/Li de 5,89, tuvo una eficiencia de aislación de litio global sobre el 90%, obteniendo una recuperación integrada del proceso metalúrgico propuesto de precipitación-SX, del 82,34%, superior al 60% del proceso de salmueras convencional, obteniendo a su vez, una sal comercial de contenido promedio de litio del 17,25% en masa, cercano a la referencia mundial del carbonato de litio que corresponde al 18,75%.; Chile, widely known as a major copper-exporting country, also holds significant prospects for the exploitation of its lithium deposits located in the salt flats of northern Chile. The exploitation of this metal is framed within the global development of clean technologies, where lithium is currently the main raw material used in battery manufacturing. Conventional lithium extraction processes typically achieve recoveries of around 50–60% from natural brines, leaving as residues mixed salts of alkali and alkaline-earth metals with low commercial value. In this context, the proposal of this thesis considers the use of by-products from the lithium extraction process as a feed matrix, recovering the fraction of this metal remaining in the exhausted salts of the process. The brines prepared from this salt correspond to the finished product processed by Sustenting Chile, a collaborating company in this research. The proposed method integrates a primary purification process through precipitation with oxalates and/or hydroxide and basic carbonate precipitating complexes (hydrotalcites or LDH). This pre-treatment aims to reduce the Mg/Li ratio while maintaining lithium in solution and precipitating magnesium complexed with oxalate ions or hydroxides due to their differences in solubility. Subsequently, this lithium-rich aqueous phase is subjected to a solvent extraction process through contact with an organic phase using the acidic extractant dibenzoylmethane (β-diketone) dissolved in kerosene with tributyl phosphate (TBP) as a co-extractant. This enables lithium isolation through ionic exchange and regeneration of the H⁺/Li⁺ system. Finally, the lithium-rich liquor obtained from the SX process is subjected to a chemical precipitation step to recover a commercial salt in the form of lithium carbonate, promoted by the addition of sodium carbonate. Oxalate-promoted precipitation was evaluated at a Mg/Oxalate molar ratio of 1:1.2. The experiments were conducted across a wide pH range, achieving the best magnesium removal performance at pH 7, with a reduction of the mass ratio Mg/Li (expressed as mg of magnesium per mg of lithium) of 91.78% and lithium retention in solution of 83.91%. Hydrotalcites (LDH), on the other hand, showed better performance than oxalates, reaching a reduction of the Mg/Li ratio of 99.84% and lithium retention of 90.90%. In addition, the hydrotalcite supernatant reached a post-precipitation pH of 12.8, whereas the oxalate supernatant reached pH 6.5. The pH of the supernatant is a critical factor for the subsequent lithium isolation process, since the SX system tested in this research requires a pH higher than 10 to achieve efficient extraction [7]. The aqueous phase resulting from the precipitation process was subjected to a solvent extraction test using DBM/TBP/kerosene as the organic phase. A wide range of DBM/Li molar ratios was evaluated together with the TBP co-extractant. From a global analysis of the SX process, a higher efficiency in all key lithium isolation parameters was observed as the DBM/Li molar ratio increased. The trend stabilizes when a molar ratio close to 6 and an equilibrium pH of 13.05 are reached, where the lithium extraction efficiency to the organic phase in a single stage exceeds 96%, reaching at this point an overall efficiency of 90.59%. Regarding the carbonation process, the strategy of inverse addition of the metal concentrate onto a lithium carbonate mother liquor promoted the formation of a lithium-rich solid phase even at concentrations below 400 ppm, demonstrating the effectiveness of the method in dilute solutions. The solid reached up to 23.5 wt% lithium (lithium mass/total solid mass), a value higher than the theoretical 18.75% of anhydrous Li₂CO₃. However, lithium contents close to 11 wt% were also observed, suggesting mixed phases or co-precipitated salts and compositional heterogeneity, attributed to the formation of LiOH together with lithium carbonate at pH values above 12, as reported in this study. In conclusion, precipitation using hydrotalcites is more efficient than oxalate precipitation in both magnesium removal and the maintenance of lithium in the aqueous phase. The lithium-rich supernatant used in SX at a DBM/Li molar ratio of 5.89 achieved an overall lithium isolation efficiency above 90%, resulting in an integrated recovery of the proposed precipitation–SX metallurgical process of 82.34%, higher than the ~60% recovery typically achieved in conventional brine processing. Additionally, a commercial salt was obtained with an average lithium content of 17.25 wt%, close to the global reference value for lithium carbonate, which corresponds to 18.75%. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209724 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209721 Biorrefinería de compuestos bioactivos de calafate (Berberis microphylla) mediante extracción con líquidos presurizados y dióxido de carbono supercrítico, y su aplicación en la inhibición de la termooxidación lipídica de pasta de salmón impresa en 3D Terruzzi Peña, Melissa Francesca La presente investigación abordó la inestabilidad dimensional y oxidativa de matrices de salmón ricas en ácidos grasos poliinsaturados sometidas a impresión 3D y horneado, integrando biorrefinería de bagazo de calafate, extracción verde y evaluación fisicoquímica en un mismo sistema tecnológico. El objetivo fue evaluar la capacidad antioxidante de extractos obtenidos a partir de bagazo de calafate (Berberis microphylla) y su efecto protector sobre la fracción lipídica rica en PUFA de una pasta de salmón impresa en 3D y sometida a tratamiento térmico. El bagazo liofilizado se fraccionó secuencialmente mediante extracción con CO2 supercrítico y extracción con líquidos presurizados (PLE). La extracción lipídica a 400 bar y 60 °C alcanzó un rendimiento global de 14,57%, una eficiencia de recuperación de 86,20% y un ajuste cinético de R2 = 0,99. Para la fracción hidrofílica, el primer ciclo de PLE recuperó aproximadamente el 87% del rendimiento asintótico, por lo que la optimización se realizó mediante un diseño Box-Behnken monociclo. Se compararon dos óptimos de extracción por PLE: 30,5% v/v de etanol, 144 °C y 10,7 min; y 70,0% v/v de etanol, 80 °C y 6,6 min. Aunque ambos entregaron valores similares de Folin y DPPH, el segundo mostró mayor ORAC (2624,21 vs. 1380,27 μmol TE/g b.s.) y mayor contenido de antocianinas totales (763,34 vs. 51,90 mg C3G/100 g b.s.). En la pasta de salmón impresa en 3D, la retención de altura en crudo disminuyó hasta 91,6 %. Tras el horneado, la formulación con 500 ppm mostró el comportamiento más favorable: presentó la menor contracción volumétrica (36,6%) frente al control (48,6%), el menor K270 entre las muestras horneadas (0,276) y el mayor contenido de carotenoides tanto en crudo como en horneado (45,56 y 37,15 μg eq. astaxantina/g de aceite, respectivamente). En textura, las diferencias fueron más evidentes después del horneado, con aumentos de dureza, gomosidad y masticabilidad en 500–1000 ppm, aunque los máximos correspondieron a 1000 ppm. En conjunto, los resultados indican que la incorporación de extracto de calafate a 500 ppm proporcionó el mejor balance entre estabilidad dimensional post-horneado, preservación del sistema pigmentario y menor expresión de oxidación secundaria en la fracción lipídica.; This research addressed the dimensional and oxidative instability of salmon matrices rich in polyunsaturated fatty acids (PUFA) subjected to 3D printing and baking, integrating calafate bagasse biorefinery, green extraction, and physicochemical evaluation within a single technological system. The objective was to evaluate the antioxidant capacity of extracts obtained from calafate (Berberis microphylla) bagasse and their protective effect on the PUFA-rich lipid fraction of a 3D-printed salmon paste subjected to thermal treatment. Lyophilized bagasse was sequentially fractionated by supercritical CO2 extraction and pressurized liquid extraction (PLE). Lipid extraction at 400 bar and 60 °C reached a global yield of 14.57%, a recovery efficiency of 86.20%, and a kinetic fit of R2 = 0.99$. For the hydrophilic fraction, the first PLE cycle recovered approximately 87% of the asymptotic yield; therefore, optimization was performed using a single-cycle Box-Behnken design. Two optimal PLE conditions were compared: 30.5% v/v ethanol, 144 °C, and 10.7 min; and 70.0% v/v ethanol, 80 °C, and 6.6 min. Although both showed similar Folin-Ciocalteu and DPPH values, the second showed higher ORAC (2624.21 vs. 1380.27 μmol TE/g d.b.) and higher total anthocyanin content (763.34 vs. 51.90 mg C3G/100 g d.b.). In the 3D-printed salmon paste, raw height retention decreased to 91.6%. After baking, the 500 ppm formulation showed the most favorable performance: it exhibited the lowest volumetric shrinkage (36.6%) compared with the control (48.6%), the lowest K270 among baked samples (0.276), and the highest carotenoid content in both raw and baked samples (45.56 and 37.15 μg astaxanthin equivalents/g oil, respectively). Texture differences were more evident after baking, with increases in hardness, gumminess, and chewiness at 500-1000 ppm, although the highest values corresponded to 1000 ppm. Overall, the results indicate that the incorporation of calafate extract at 500 ppm provided the best balance between post-baking dimensional stability, preservation of the pigment system, and lower secondary oxidation in the lipid fraction. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209721 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209694 Biorrefinería de compuestos bioactivos de cochayuyo (Durvillaea incurvata) a través de extracción asistida por ultrasonido y extracción por líquidos presurizados, y su aplicación en prototipos de pasta de salmón impresos en 3D González Vidal, Francisco Andrés Esta investigación propone un proceso de biorrefinería para la valorización del alga parda Durvillaea incurvata (cochayuyo), mediante la extracción secuencial de compuestos bioactivos y su posterior aplicación en la formulación de pastas de salmón para impresión 3D. Se utilizaron técnicas de extracción verde, específicamente la extracción asistida por ultrasonido (UAE) para la obtención de hidrocoloides (alginatos) y la extracción por líquidos presurizados (PLE) para la recuperación de compuestos fenólicos a partir del residuo sólido generado. Las condiciones de extracción se optimizaron mediante la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR). Para PLE, las condiciones óptimas fueron 160°C y una relación etanol:agua de 1,73:1,27, maximizando el contenido de fenoles totales y la capacidad antioxidante (ORAC). Para UAE, se determinó un óptimo con 5% de concentración de alga, 40% de amplitud y 30 minutos. Los extractos obtenidos fueron caracterizados químicamente (TPC, DPPH, ORAC, FTIR) y aplicados en prototipos de pasta de salmón impresos en 3D. Se evaluaron las propiedades reológicas, la fidelidad de la impresión (tasa de deformación), el perfil de textura (TPA) y la estabilidad oxidativa de los prototipos horneados. Los resultados demostraron que la incorporación de los extractos mejoró significativamente las propiedades reológicas de la pasta, facilitando la extrusión y reduciendo la deformación de las figuras impresas en comparación con el control. Químicamente, el extracto fenólico actuó como antioxidante durante el tratamiento térmico, inhibiendo la formación de productos de oxidación primaria y secundaria (medidos a través de los coeficientes de extinción K). Además, se observó un efecto protector sobre compuestos nutricionales clave, preservando significativamente el contenido de astaxantina y la formación de una costra superficial limitó la transferencia de oxígeno, contribuyendo a la preservación del perfil lipídico, sin observarse diferencias significativas entre las muestras. Sin embargo, se evidenció que en el control esta preservación ocurrió gracias a la degradación significativa de la astaxantina. Por otra parte, la adición de 500 ppm de extracto fenólico actuó como una primera línea de defensa antioxidante, reduciendo los índices de oxidación (K) y preservando la integridad de la astaxantina, logrando así un producto final con un perfil nutricional superior (lípidos y antioxidantes intactos).; This research proposes a biorefinery process for the valorization of the brown seaweed Durvillaea incurvata (cochayuyo), through the sequential extraction of bioactive compounds and their subsequent application in the formulation of salmon pastes for 3D printing. Green extraction techniques were used, specifically Ultrasound Assisted Extraction (UAE) to obtain hydrocolloids (alginates) and Pressurized Liquid Extraction (PLE) to recover phenolic compounds from the solid waste generated. The extraction conditions were optimized using Response Surface Methodology (RSM). For PLE, the optimal conditions were 160°C and an ethanol:water ratio of 1,73:1,27, maximizing the total phenolic content and antioxidant capacity (ORAC). For UAE, an optimum was determined with 5% algae concentration, 40% amplitude and 30 minutes. The extracts obtained were chemically characterized (TPC, DPPH, ORAC, FTIR) and applied to 3D printed salmon paste prototypes. The rheological properties, printing fidelity (strain rate), texture profile (TPA), and oxidative stability of the heat-treated prototypes were evaluated. The results showed that the incorporation of the extracts significantly improved the rheological properties of the paste, facilitating extrusion and reducing the deformation of the printed figures compared to the control. Chemically, the phenolic extract acted as an antioxidant during heat treatment, inhibiting the formation of primary and secondary oxidation products (measured through K extinction coefficients). Furthermore, a protective effect on key nutritional compounds was observed, significantly preserving the astaxanthin content and the formation of a surface crust limited oxygen transfer, contributing to the preservation of the lipid profile, with no significant differences observed between the samples. However, it was evident that in the control sample, this preservation occurred thanks to the significant degradation of astaxanthin. On the other hand, the addition of 500 ppm of phenolic extract acted as a first line of antioxidant defense, reducing oxidation indices (K) and preserving the integrity of astaxanthin, thus achieving a final product with a superior nutritional profile (lipids and antioxidants intact). Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209694 2026-01-01T00:00:00Z https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209577 Caracterización y digestión simulada in vitro de 4-hidroxibenzoato de inulina y micropartículas de ácido 4-hidroxibenzoico obtenidas por secado por atomización Arias Herrera, Tomás Ignacio Actualmente, existe un creciente interés en incorporar compuestos fenólicos en la formulación de alimentos más saludables, debido a sus efectos beneficiosos para la salud. Entre estos compuestos se encuentra el ácido 4-hidroxibenzoico (4HBA), el cual es un intermediario para la síntesis de diversos bioproductos con aplicaciones potenciales en la industria de alimentos, cosméticos, farmacéutica, y agroquímica. Diversos estudios han demostrado sus funciones biológicas, incluyendo efectos antidiabéticos y anticancerígenos. Sin embargo, su eficacia puede verse limitada por su inestabilidad en las condiciones del sistema digestivo (pH, enzimas), lo que puede provocar su degradación. En este contexto, la tecnología de encapsulación ha tenido un interés creciente como estrategia efectiva para proteger estos compuestos, facilitando su entrega en sitios específicos para su absorción o acción local. La selección del biopolímero adecuado es esencial para lograr los resultados deseados. La inulina es ideal, debido a sus propiedades funcionales y su uso en estrategias de administración colónica. Además, se ha utilizado exitosamente como biopolímero en procesos de encapsulación de compuestos fenólicos mediante secado por atomización. Por otro lado, la funcionalización de inulina con compuestos fenólicos surge como una estrategia, que consiste en enlazar covalentemente compuestos fenólicos en el biopolímero. Sin embargo, su aplicación específica para la liberación dirigida al colon no ha sido ampliamente explorada. El objetivo de este estudio fue evaluar el perfil de liberación de 4-HBA a partir de 4-hidroxibenzoato de inulina (4-HBA-Inu) y de micropartículas de 4-HBA (Mp(4-HBA/Inu)) obtenidas mediante secado por atomización, en condiciones de digestión simulada in vitro. Ambos sistemas fueron caracterizados, y la liberación del compuesto fenólico se cuantificó durante cada etapa digestiva. Las micropartículas (Mp(4-HBA/Inu) mostraron una liberación temprana, principalmente en las fases oral y gástrica; en contraste, el 4-HBA-Inu no presentó liberación en estas fases y mostró una alta retención (>99%) en la fase intestinal. No obstante, en la fase colónica simulada con inulinasa se observó una liberación progresiva de 4-HBA, lo que evidencia un mecanismo dependiente de la degradación enzimática. Los resultados confirman que la naturaleza de la interacción entre el compuesto fenólico y el biopolímero determina el perfil de liberación del compuesto bioactivo, y que la funcionalización química es una estrategia efectiva para dirigir su liberación hacia el colon. El presente estudio aporta evidencia para el diseño de sistemas de liberación controlada con potencial de aplicación en el desarrollo de ingredientes funcionales con acción localizada en el tracto gastrointestinal distal.; Currently, there is growing interest in incorporating phenolic compounds into the formulation of healthier foods due to their beneficial health effects. Among these compounds 4-hydroxybenzoic acid (4-HBA), is an intermediate for the synthesis of various bioproducts with potential applications in food, cosmetic, pharmaceutical, and agrochemical industries. Several studies have demonstrated its biological functions, including antidiabetic and anticancer effects. However, its efficacy may be limited by its instability under digestive conditions (pH, enzymes), which can lead to degradation. In this context, encapsulation technology has seen increasing use as an effective strategy to protect these compounds, facilitating their delivery to specific sites for absorption or local action. Selecting an appropriate biopolymer is essential to achieving the desired outcomes. Inulin is ideal due to its functional properties and its use in colonic delivery strategies. Furthermore, it has been successfully utilized as a biopolymer in the encapsulation of phenolic compounds via spray drying. Conversely, the functionalization of inulin with phenolic compounds has emerged as a strategy that involves covalently bonding bioactive compounds to the biopolymer. However, its specific application for colon-targeted release has not been extensively explored. The objective of this study was to evaluate the release profile of 4-HBA from inulin 4-hydroxybenzoate (4-HBA-Inu) and 4-HBA loaded inulin microparticles (Mp(4-HBA/Inu)) obtained by spray drying, under simulated in vitro digestion conditions. Both systems were characterized, and the release of the phenolic compound was assessed during each digestive stage. The microparticles showed early release primarily in the oral and gastric phases; in contrast, the 4-HBA-Inu exhibited no release during these phases and showed high retention (>99%) during the intestinal phase. However, in the simulated colonic phase with inulinase, a progressive release of 4-HBA was observed, evidencing an enzymatic degradation-dependent mechanism. The results confirm that the nature of the phenolic compound-biopolymer interaction determines the bioaccessibility profile of the compound, with chemical functionalization being an effective strategy for targeting its release to the colon. This study provides evidence for the design of controlled-release systems with potential applications in the development of functional foods with localized action in the distal gastrointestinal tract. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/209577 2026-01-01T00:00:00Z