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Upcycling cheese whey in dulce de leche: impact on product properties and technological challenges
(Elsevier, 2026) Baldor, Sofía; González Wachendorff, Sol; Boeris, Valeria
The dairy industry faces increasing pressure to adopt sustainable practices, including the valorization of by-products such as cheese whey. This study investigated the technological feasibility of producing dulce de leche (DL) by partially replacing milk with sweet cheese whey at levels of 0%, 20%, 40%, and 80% (v/v). The impact on process kinetics, physicochemical properties, Maillard browning, microstructure, and texture was evaluated. Results indicated that whey substitution significantly reduced process yield (from 34.2% to 23.3%) due to lower initial solids. While pH and water activity remained stable for microbial safety, the Maillard reaction was progressively inhibited, leading to a markedly lighter color (lower Browning Index) as substitution increased. Furthermore, high substitution levels promoted extensive lactose crystallization during storage at 4°C, resulting in a sandy texture. Instrumental texture analysis revealed that whey incorporation increased hardness and adhesiveness while decreasing the penetration area ratio, particularly at the 80% level. It is concluded that a 20% whey substitution level is technologically viable, yielding a product with acceptable stability and texture during the evaluated storage period, without requiring additional additives or complex processing steps. These findings suggest that the 20% formulation could represent a straightforward, low-cost alternative potentially adoptable by small-scale dairies for whey valorization, although further validation at pilot scale and with sensory consumer testing is needed. In contrast, substitution levels of 40% and above necessitate adjunct technologies such as enhanced lactose hydrolysis, incorporation of crystallization inhibitors (e.g., hydrocolloids), or optimized cooling regimes to mitigate defects.
Conformado de un engranaje recto híbrido del tipo acero-acero mediante “tailored forming”
(2023-09) Albitre, Federico Tomás; Rodríguez, Guillermo; Sismondi, Pedro; Sismondi, Juan
El sistema de materiales híbridos permite fabricar componentes optimizados para la aplicación deseada y ajustados a los requisitos, con un elevado potencial de construcción ligera y una mayor eficiencia en la utilización de materiales. La producción de componentes híbridos está sujeta a retos particulares, en particular en lo que se refiere a la modificación y mejora específicas de la zona de unión (soldadura en caso de metales) para obtener las propiedades mecánicas deseadas sin generar puntos de concentración de tensiones o zonas en las que exista discontinuidad dentro de los materiales que puedan afectar a la futura fiabilidad de la pieza. La calidad de la unión de los componentes de tipo multimaterial o híbridos viene determinada esencialmente por las propiedades locales de la zona de unión. El tipo de unión, así como las propiedades mecánicas y microestructurales, determinan la resistencia global de la unión y la calidad de un componente híbrido. En el siguiente trabajo se analiza la calidad de la unión de un engranaje recto soldado por deposición y posteriormente forjado, fabricado con una combinación de acero/acero mediante investigaciones metalográficas y mediciones de micro dureza. Antes del análisis anteriormente mencionado, el engranaje recto se conforma primero mediante forja en matriz cerrada. Posteriormente, las zonas de unión del componente se analizan mediante imágenes de microscopio óptico. Esto permite una caracterización completa de la calidad de la unión del componente examinado.
Circular economy approach for whey valorization: coacervation of proteins with carboxymethylcellulose for dairy small and medium-sized enterprises
(American Chemical Society, 2026) Baldor, Sofía; Briggiler, Ana; Gómez, Ainara; Bessone, Gerónimo; Enatarriaga Scull, Malena N.; Torres, Paola B.; Narambuena, Claudio F.; López, Débora Natalia; Spelzini, Darío; Boeris, Valeria
The valorization of whey, the main by-product of cheese manufacture, is hindered for small and medium-sized dairy enterprises (SMEs) by the high cost of conventional separation technologies such as membrane filtration and chromatography. In this work, complex coacervation between whey proteins and carboxymethylcellulose (CMC) was scaled from 5 L to 100 L to develop a simple, lowcost process for recovering a protein- and lipid-enriched product. Five commercial CMC with molecular weights ranging from 18 to 780 kDa were first evaluated at laboratory scale. Intermediate-Mw CMC (400 kDa) provided the best balance between electrostatic complexation and sedimentation, removing 99% of the initial protein from the supernatant, as confirmed by residual protein quantification and turbidity. Using the selected CMC, the process was successfully scaled to 100 L in a conical-bottom tank with an off-centered 45° four-blade turbine. Geometric similarity (H/Dt = 2.0–2.5, Da/Dt = 0.26–0.33) was applied, achieving fully turbulent flow at both scales (Re = 3.56×10⁴ and 1.41×10⁵). Protein recovery reached 76%, with a 3.4-fold concentration of proteins and nearly complete fat recovery in the coacervate. The freeze-dried coacervate was readily redispersible up to 20% (w/v). Its ζ-potential shifted from nearzero at pH 3 to −40 mV above pH 6, reflecting the combined contribution of whey proteins and residual CMC. Thermal gelation of the coacervate (3.1% protein) was strongly pH-dependent: weak gels formed at acidic pH (G' = 6–23 Pa), while strong, cohesive gels developed at alkaline pH (G' = 325 Pa at pH 9). The lactose-rich supernatant showed reduced COD and BOD loads (12% and 28% reduction, respectively) and was successfully fermented by kefir grains without nutrient supplementation. This scalable, food-grade coacervation process offers an accessible alternative for dairy SMEs to transform whey from an environmental burden into a functional ingredient.
Estación móvil de recarga y suministro para drones agrícolas
(2025-06) Bonardi, Luca; Pastore, Lautaro Luis; Sismondi , Pedro; Sismondi, Juan; Rodríguez , Guillermo
En el presente informe se expondrá la optimización del proceso de recarga y suministro de drones agrícolas entre ciclos de trabajo. Actualmente este proceso se realiza de forma manual y estacionaria lo que desencadena en un significativo desaprovechamiento del tiempo entre los sucesivos ciclos, además de que el operario sufre múltiples esfuerzos debido a la carga y descarga de las baterías como del producto pulverizante. El principal objetivo es diseñar un sistema transportable donde todas las tareas puedan ser desarrolladas en el menor tiempo posible y bajo una exigencia mínima mejorando las condiciones laborales. Se analizaron variables fundamentales, tales como dimensiones, peso, tiempo de trabajo y longitud de tierras a pulverizar. Mediante la evaluación de varias propuestas, se desarrolló un acoplado sobre el cual se dispone un manipulador neumático para la extracción y colocación de las baterías como para la elevación de bolsas de agroquímico granulado, una pista de aterrizaje móvil para el dron y un tanque el cual abastece el producto a pulverizar por el dron. Mediante este desarrollo, se logró reducir los tiempos entre 2 ciclos de vuelo del dron, permitiendo elevar la cantidad de ciclos en una jornada laboral. Asimismo, este desarrollo tiene el potencial de motivar a todo tipo de productores agropecuarios argentinos a invertir en nuevas tecnologías como lo son los drones agrícolas debido a su versatilidad, simplicidad e innovación.
Diseño de una recargadora automática de tornillos sin fín de transporte
(2024-05) Dezotti, Tomás; Sismondi, Juan; Sismondi, Pedro; Rodríguez, Guillermo
Los transportadores a tornillo sinfín son mecanismos ampliamente utilizados en el sector agropecuario argentino para transportar cereales y oleaginosas. Estos dispositivos sufren un desgaste excesivo en sus hélices debido al uso intensivo a los que se someten, cuestión por la cual se les suele realizar un recargue duro mediante soldadura oxiacetilénica manual. Este proceso es fuertemente dependiente de las habilidades del soldador, limitando la calidad final del trabajo, además de que la mano de obra calificada es escasa y la seguridad e higiene del proceso es reducida. Esto limita la productividad de los talleres metalúrgicos, dificultando su desarrollo, funcionamiento y expansión. En el presente proyecto se busca lograr el diseño integral de una máquina de soldadura oxiacetilénica automática para realizar el recargue duro de sinfines agrícolas, que supla las falencias del proceso actual. Se analizan tres propuestas de solución, donde varía el tipo de movimiento que realiza el sinfín. Se selecciona la más confiable según una serie de criterios previamente establecidos y se diseña desde cero, abarcando tanto la ingeniería conceptual como la ingeniería de detalle.