Óscar Julián Sánchez Toro

DIRECCIÓN LABORAL: Universidad de Caldas, Facultad de Ingenieríass. Calle 65 No. 26-10. Manizales, Caldas. Telefax (6) 8781500 Ext. 13433. E-mail: osanchez@ucaldas.edu.co CVLAC – GOOGLE SCHOLAR

FORMACIÓN ACADÉMICA

  • 2004 – 2008 Estudios de postgrado. Universidad Nacional De Colombia – Sede Manizales. Título: Doctor en Ingeniería.
  • 1994 – 1996 Estudios de postgrado.  Academia Estatal de Tecnología Química Fina de Moscú M V Lomonósov. Título: Magister en Biotecnología.
  • 1990 – 1994 Estudios universitarios. Academia Estatal de Tecnología Química Fina de Moscú M V Lomonósov. Título: Ingeniero Químico.
  • 1986 – 1993 Estudios Secundarios Instituto Nacional de Enseñanza Media Diversificada Felipe Pérez.

 PUBLICACIONES

  • Aislamiento de gluconacetobacter a partir de cultivos de caña. 
  • Análisis comparativo de diferentes materias primas amiláceas para la obtención de alcohol carburante. 
  • Analysis and design of extractive fermentation processes using a novel short-cut method. 
  • Analysis of fuel ethanol production processes using lignocellulosic biomass and starch as feedstocks. 
  • Biodegradación de residuos orgánicos de plazas de mercado. 
  • Production of Biodiesel from Palm Oil by Extractive Reaction. 
  • Challenges in fuel ethanol production. 
  • Conceptual design of cost-effective and environmentally-friendly configurations for fuel ethanol production from sugarcane by knowledge-based process synthesis. 
  • Diseño de procesos biotecnológicos empleando una estrategia basada en optimización: aplicación preliminar en la producción de bioetanol.
  • Efecto del esquema de separación de producto en la producción biotecnológica de alcohol carburante. 
  • Energy consumption analysis of integrated flowsheets for production of fuel ethanol from lignocellulosic biomass. 
  • Fuel ethanol production from sugarcane and corn: Comparative analysis for a Colombian case. 
  • Production of Bioethanol from Biomass: An Overview. 
  • Evaluación de actividades endoglucanasa, exoglucanasa, lacasa y lignina peroxidasa en diez hongos de pudrición blanca. 
  • Evaluación económica del proceso de obtención de alcohol carburante a partir de caña de azúcar y maíz. 
  • Evaluación de la deshidratación de alcohol carburante mediante simulación de procesos. 
  • Evaluación del impacto ambiental del proceso de obtención de alcohol carburante utilizando el algoritmo de reducción de residuos. 
  • Fuel ethanol production: Process design trends and integration opportunities. 
  • Heat integration of fermentation and recovery steps for fuel ethanol production from lignocellulosic biomass. 
  • Integrated production of biodiesel from palm oil using in situ produced bioethanol. 
  • Análisis de ciclo de vida y su aplicación a la producción de bioetanol:
    Una aproximación cualitativa. 
  • Production of lignocellulolytic enzymes from agro-industrial residues using white-rot fungi: a preliminary process systems engineering approach. 
  • Mathematical Modeling of Lignocellulolytic Enzyme Production from Three Species of White Rot Fungi by Solid-State Fermentation. 
  • Modeling of simultaneous saccharification and fermentation process coupled with pervaporation for fuel ethanol production. 
  • Obtención de ácido cítrico a partir de suero de leche por fermentación con Aspergillus spp. 
  • Participación de la ingeniería química en las cadenas agroindustriales colombianas. 
  • Polysaccharide production by submerged and solid-state cultures from several medicinal higher basidiomycetes. 
  • Production of lignocellulolytic enzymes from three whitw-rot fungi by solid-state fermentation anda mathematical modeling. 
  • Preliminary conceptual design of biobutanol production process from glycerin and lignocellulosic biomass. 
  • Process integration possibilities for biodiesel production from palm oil using ethanol obtained from lignocellulosic residues of oil palm industry. 
  • Producción de etanol carburante: material lignocelulósico una nueva alternativa. 
  • Producción biotecnológica de alcohol carburante I: obtención a partir de diferentes materias primas. 
  • Producción biotecnológica de alcohol carburante II: integración de procesos. 
  • Simulación de los procesos de obtención de etanol a partir de caña de azúcar y maíz. 
  • Techno-economic analysis of bioethanol production in Africa: Tanzania case. 
  • Trends in biotechnological production of fuel ethanol from different feedstocks. 
  • Production of lignocellulolytic enzymes fron three white-rot fungi by solid – state fermentation and mathematical modeling. 

Patentes

Biorreactor para la obtención de sustancias bioactivas por fermentación en estado sólido empleando hongos macromicetos. 
Inventores: Sandra Montoya Barreto, Oscar Julián Sánchez Toro y Luis Fernando Gutiérrez Mosquera.
Vigente desde: 17 de abril de 2012 hasta el 17 de abril de 2032.

PROYECTOS

Obtención de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos a partir de residuos lignocelulósicos del departamento de Caldas empleando macromicetos de pudrición blanca por fermentación sumergida y fermentación en estado sólido
Autores: Sandra Montoya, Óscar Julián Sánchez, Laura Levin, Lucía Atehortúa y Aída Rodríguez de Stouvenel
Grupo de investigación: Alimentos y Agroindustria
Presupuesto: $ 478.767.634
Duración: 36 meses
Estado actual: Terminada

Resumen ejecutivo
La producción de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos de hongos de pudrición blanca empleando mezclas de residuos lignocelulósicos; estas sustancias son a su vez necesarias para realizar la conversión de la matriz polimérica del sustrato, constituida principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina, en sustancias pequeñas que le sirvan de fuente de energía para su crecimiento y desarrollo. Esta tesis doctoral intenta describir los procesos de obtención de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos, como productos del metabolismo de estos hongos. Este trabajo fue realizado entre agosto de 2009 y diciembre de 2012, con el soporte económico de la Vicerrectoría de Investigaciones y Postgrados, el Instituto de Biotecnología Agropecuaria y el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Caldas; adicionalmente, se contó con el apoyo parcial de la Gobernación de Caldas con cargo a los recursos de la estampilla para proyectos de investigación de las universidades públicas del Departamento de Caldas. La autora de esta tesis realizó una pasantía internacional en dos instituciones de reconocida trayectoria en el campo de aplicación que aborda el presente trabajo: Departamento de Biología y Bioquímica de la Universidade Federal do Paraná (Curitiba, Brasil) y el Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Argentina). El espectro de aplicación de este trabajo se resume en la importancia de ampliar el conocimiento en torno a la producción de enzimas lignocelulolíticas de los hongos de pudrición blanca Coriolus versicolor, Lentinus edodes y Pleurotus ostreatus (seleccionados de entre 10 especies de hongos) sobre 12 formulaciones diferentes en fermentaciones sumergida y en estado sólido bajo condiciones controladas. El documento de la tesis se desarrolló en 10 capítulos. En el capítulo dos se presenta el estado del arte de la tesis, el cual contiene una descripción acerca de los hongos, los materiales lignocelulósicos, las enzimas lignocelulolíticas, los procesos de fermentación sumergida y en estado sólido, la producción de polisacáridos fúngicos, los modelos matemáticos, los métodos analíticos para determinar las actividades enzimáticas y polisacáridos, y la realización de rastreos para la producción de enzimas y polisacáridos de cepas fúngicas. En el capítulo tres se encuentra el primer artículo producto de esta tesis doctoral: “Polysaccharide production by submerged and solid state cultures from several basidiomicetes”, aceptado para su publicación en la revista International Journal of Medicinal Mushrooms. Este artículo es el resultado del rastreo de polisacáridos realizado a diez especies de hongos de pudrición blanca con el fin de seleccionar la mejor cepa para la producción de exopolisacáridos y el cuerpo fructífero de mayor contenido de intrapolisacáridos. A su vez, el capítulo cuatro contiene el artículo: “Evaluación de las actividades endoglucanasa, exoglucanasa, lacasa y lignina peroxidasa en diez hongos de pudrición blanca”, como resultado del rastreo de enzimas lignocelulolíticas realizado a las diez cepas de hongos de pudrición blanca con el fin de seleccionar las mejores cepas productoras de celulasas y ligninasas. En los capítulos cinco, seis, siete y ocho se encontrarán los artículos realizados como compendio de los resultados obtenidos en el diseño experimental como elemento central de esta tesis. Los capítulos cinco y seis corresponden a la producción de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos por fermentación en estado sólido, respectivamente, y los capítulos siete y ocho están relacionados con la producción de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos por fermentación sumergida. En el capítulo nueve se encontrará el documento petitorio de la patente “Biorreactor para la obtención de sustancias bioactivas por fermentación en estado sólido empleando hongos macromicetos”, la cual es resultado de esta tesis doctoral y en donde se describe el diseño, construcción y puesta en marcha de un biorreactor de lecho fijo para fermentación en fase sólida con hongos de pudrición blanca para la producción de biosustancias como enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos. Por último en el capítulo diez se encontrará la discusión general de la tesis, en la que se condensarán los resultados generales obtenidos, los impactos y las perspectivas futuras del trabajo.

Obtención y evaluación de un preparado líquido como promotor del crecimiento de cultivos de tomate (Solanum lycopersicum L.) empleando la bacteria Gluconacetobacter diazotrophicus
Autores: Gloria María Restrepo Franco, Óscar Julián Sánchez, Juan Carlos Higuita y Graciela Chalela
Grupo de investigación: Alimentos y Agroindustria
Presupuesto: $ 274.320.407
Duración: 36 meses
Estado actual: Terminada

Resumen Ejecutivo
La producción de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos de hongos de pudrición blanca empleando mezclas de residuos lignocelulósicos; estas sustancias son a su vez necesarias para realizar la conversión de la matriz polimérica del sustrato, constituida principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina, en sustancias pequeñas que le sirvan de fuente de energía para su crecimiento y desarrollo. Esta tesis doctoral intenta describir los procesos de obtención de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos, como productos del metabolismo de estos hongos. Este trabajo fue realizado entre agosto de 2009 y diciembre de 2012, con el soporte económico de la Vicerrectoría de Investigaciones y Postgrados, el Instituto de Biotecnología Agropecuaria y el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Caldas; adicionalmente, se contó con el apoyo parcial de la Gobernación de Caldas con cargo a los recursos de la estampilla para proyectos de investigación de las universidades públicas del Departamento de Caldas. La autora de esta tesis realizó una pasantía internacional en dos instituciones de reconocida trayectoria en el campo de aplicación que aborda el presente trabajo: Departamento de Biología y Bioquímica de la Universidade Federal do Paraná (Curitiba, Brasil) y el Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental de la Universidad de Buenos Aires (Argentina). El espectro de aplicación de este trabajo se resume en la importancia de ampliar el conocimiento en torno a la producción de enzimas lignocelulolíticas de los hongos de pudrición blanca Coriolus versicolor, Lentinus edodes y Pleurotus ostreatus (seleccionados de entre 10 especies de hongos) sobre 12 formulaciones diferentes en fermentaciones sumergida y en estado sólido bajo condiciones controladas. El documento de la tesis se desarrolló en 10 capítulos. En el capítulo dos se presenta el estado del arte de la tesis, el cual contiene una descripción acerca de los hongos, los materiales lignocelulósicos, las enzimas lignocelulolíticas, los procesos de fermentación sumergida y en estado sólido, la producción de polisacáridos fúngicos, los modelos matemáticos, los métodos analíticos para determinar las actividades enzimáticas y polisacáridos, y la realización de rastreos para la producción de enzimas y polisacáridos de cepas fúngicas. En el capítulo tres se encuentra el primer artículo producto de esta tesis doctoral: “Polysaccharide production by submerged and solid state cultures from several basidiomicetes”, aceptado para su publicación en la revista International Journal of Medicinal Mushrooms. Este artículo es el resultado del rastreo de polisacáridos realizado a diez especies de hongos de pudrición blanca con el fin de seleccionar la mejor cepa para la producción de exopolisacáridos y el cuerpo fructífero de mayor contenido de intrapolisacáridos. A su vez, el capítulo cuatro contiene el artículo: “Evaluación de las actividades endoglucanasa, exoglucanasa, lacasa y lignina peroxidasa en diez hongos de pudrición blanca”, como resultado del rastreo de enzimas lignocelulolíticas realizado a las diez cepas de hongos de pudrición blanca con el fin de seleccionar las mejores cepas productoras de celulasas y ligninasas. En los capítulos cinco, seis, siete y ocho se encontrarán los artículos realizados como compendio de los resultados obtenidos en el diseño experimental como elemento central de esta tesis. Los capítulos cinco y seis corresponden a la producción de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos por fermentación en estado sólido, respectivamente, y los capítulos siete y ocho están relacionados con la producción de enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos por fermentación sumergida. En el capítulo nueve se encontrará el documento petitorio de la patente “Biorreactor para la obtención de sustancias bioactivas por fermentación en estado sólido empleando hongos macromicetos”, la cual es resultado de esta tesis doctoral y en donde se describe el diseño, construcción y puesta en marcha de un biorreactor de lecho fijo para fermentación en fase sólida con hongos de pudrición blanca para la producción de biosustancias como enzimas lignocelulolíticas y polisacáridos. Por último en el capítulo diez se encontrará la discusión general de la tesis, en la que se condensarán los resultados generales obtenidos, los impactos y las perspectivas futuras del trabajo.

Evaluación del plasma sanguíneo bovino para fermentación sumergida y sistemas alimentarios
Autores: Pedro José Barragán, Óscar Julián Sánchez,  Liliana Serna y Germán Giraldo Giraldo
Grupo de investigación: Alimentos y Agroindustria
Presupuesto: $ 234.585.900
Duración: 36 meses
Estado actual: Ejecución

Resumen Ejecutivo
Con el propósito de identificar posibilidades de uso del plasma sanguíneo bovino, se realizará un estudio de su potencial como fuente de nitrógeno en medios líquidos de fermentación para crecimiento de lactobacilos. Igualmente serán estudiadas algunas propiedades funcionales para la posible incorporación del plasma sanguíneo bovino con proteínas hidrolizadas o no en sistemas alimentarios. Para tal fin se realizará la fermentación sumergida de cepas de Lactobacillus sp., utilizadas en la iniciación de procesos madurativos en productos cárnicos, para evaluar la eficiencia del plasma sanguíneo bovino en la producción de biomasa celular. Se estudiará la cinética de la fermentación líquida para conocer su comportamiento para lo cual se realizarán ensayos con plasma sanguíneo bovino con proteína hidrolizada y sin hidrolizar. En la fase final, se evaluarán algunas propiedades funcionales de importancia de soluciones de plasma sanguíneo bovino con o sin tratamiento enzimático en la formulación de un aderezo, un helado y un producto cárnico no tradicional. Con este estudio se pretende generar conocimiento para la adopción de alternativas tecnológicas de uso de subproductos de la sangre bovina (plasma sanguíneo bovino), que permitan generar productos de valor agregado y mejorar la calidad de algunos alimentos para consumo humano. Asimismo, se pretende mitigar el impacto ambiental generado por la falta actual de tratamiento de la sangre en las plantas de beneficio animal en Colombia.

Estudio de características físico-químicas y grupos de microorganismos durante el proceso de compostaje con y sin adición de roca fosfórica
Autores: Diego Andrés Ospina, Óscar Julián Sánchez, Sandra Montoya, Rodrigo Hoyos, y Maryeimi Varón
Grupo de investigación: Alimentos y Agroindustria
Presupuesto: $ 338.532.000
Duración: 36 meses
Estado actual: Ejecución

Resumen Ejecutivo
El problema de la disponibilidad de alimentos en el mundo continúa en ascenso. Los altos precios de los insumos agrícolas hacen que los víveres sean cada día más costosos, y esto evita que mucha gente tenga acceso a ellos. Por otra parte, está el impacto ambiental negativo generado por uso los fertilizantes químicos en los suelos. De allí la necesidad de generar alternativas sustentables  como  lo son los bioinsumos  agrícolas,  tipo compost con adición de nutrientes para abonar los cultivos. La presente propuesta de tesis pretende desarrollar un producto que posea las características del compost y que este suplementado con fósforo. Para este trabajo se realizará diferentes determinaciones de parámetros físico-químicos y aislamiento e identificación de microorganismos del compostaje. Conjuntamente se establecerá la correlación de estos microorganismos con la transformación de nitrógeno y fósforo. Los análisis anteriores se realizarán para tres tipos de tratamientos compostaje i) sin adición de fósforo y sin coadyuvante microbiano, ii) con adición de fósforo y sin coadyuvante microbiano, y iii) con adición de fósforo y sin coadyuvante microbiano. La realización del presente proyecto tendrá un impacto académico al contribuir con la generación de conocimiento sobre el proceso de compostaje, sus características físico-químicas, microbiológicas. Igualmente evidenciara el comportamiento del proceso al adicionarle elementos fosforados y bacterias solubilizadoras de fósforo. El impacto social de este proyecto se verá reflejado en contribuir al desarrollo de una solución sustentable, para el problema ambiental generado por los abonos químicos y el deterioro de las tierras cultivables. Asimismo es una alternativa para el aprovechamiento de los residuos orgánicos putrescibles. Por otra parte, también podría ayudar a contribuir a mejor la calidad de vida de los agricultores puesto que con la recuperación del equilibrio físico-químico y microbiológico del suelo se obtendrán cultivos más resistentes a enfermedades y cosechas más abundantes.

Obtención y separación de ligninasas producidas por hongos de pudrición blanca a partir de residuos agroindustriales
Autores: Yésica Alejandra Patiño, Óscar Julián Sánchez, Laura Levin, y Gerónimo Matallana Pérez
Grupo de investigación: Alimentos y Agroindustria
Presupuesto: $ 250.000.000
Duración: 36 meses
Estado actual: Ejecución

Resumen Ejecutivo
Considerando la problemática ambiental que encara el mundo, se requiere la búsqueda de soluciones alternativas que brinden resultados eficientes y de bajo costo en términos de biorremediación y tratamiento de aguas residuales. La presente propuesta de tesis doctoral está orientada a definir las condiciones más adecuadas para la obtención de enzimas ligninolíticas empleando el hongo Coriolus versicolor por fermentación en estado sólido a partir de residuos agroindustriales. Adicionalmente se propone el diseño de una metodología de separación y purificación de ligninasas para la obtención de un concentrado rico en estas enzimas de manera tal que se facilite su comercialización en los diferentes campos de aplicación. La primera etapa del trabajo de investigación estará centrada en la obtención de ligninasas del hongo C. versicolor a partir de residuos agroindustriales por fermentación en estado sólido en un biorreactor piloto de lecho fijo con convección natural y forzada, para lo cual se estudiarán diferentes condiciones de aireación. La segunda etapa estará orientada a la recuperación y purificación de dos ligninasa (manganeso peroxidasa y lacasa) a partir del sustrato colonizado obtenido de la fermentación sólida del hongo C. versicolor. La experimentación de la tesis doctoral se llevará a cabo en la Planta de Bioprocesos de la Universidad de Caldas ubicada en el parque industrial Juanchito en Manizales. Este proyecto se realizará en el marco de la línea de investigación en Biotecnología Industrial del grupo de investigación en Alimentos y Agroindustria, adscrito al Instituto de Biotecnología Agropecuaria y a la Facultad de Ingeniería, y es financiado por el Fondo de Ciencia, Tecnología e Innovación del Sistema General de Regalías y por la Universidad de Caldas.

ASIGNATURAS

Postgrado

Doctorado en Ciencias Agrarias

  • G4F0063 Tópicos Avanzados en Ciencias – Ingeniería de procesos biotecnológicos.
  • G4F0089 Electiva de profundización – Operaciones de Separación en Procesos Biotecnológicos. 
  • G4F0099 Seminario de Investigación I. 
  • G4F0118 Seminario de Investigación II. 
  • G4F0124 Seminario de Investigación III. 
  • G4F0130 Examen de Candidatura. 
  • G4F0136 Investigacion I. 
  • G4F0142 Investigación II. 
  • G4F0148 Investigación III. 
  • G4F0154 Investigación IV. 
  • G4F0160 Investigación V. 

OTRAS RESPONSABILIDADES INSTITUCIONALES

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