Modelagem e simulação de biorreatores tipo torre operando com leveduras auto-imobilizaveis para produção de etanol

AUTOR(ES)

Roberta Miranda Ferreira

DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo modelar matematicamente um biorreator tipo torre de leito pseudo-expandido. Diferentes modelos cinéticos foram testados para descrever o comportamento deste biorreator em diferentes condições de operação. A cepa utilizada nos experimentos foi selecionada em função de sua capacidade de floculação, principal requisito para manutenção da linhagem imobilizada no biorreator. Os experimentos foram realizados em dois biorreatores tipo torre operando em paralelo, alimentados de forma independente com mesma vazão e concentração de substrato. Os ensaios consistiram em nove diferentes condições de operação e para cada condição foram coletadas doze amostras de cada reator ao longo de sua altura. A concentração de substrato foi variada de 155 a 279 g/L e a vazão de alimentação de 9,7 a 16,5 mL/min. Os resultados mostraram que as menores concentrações de substrato na saída do reator foram obtidas para ensaios com menores taxas de aplicação de substrato (g de substrato/hora) utilizada. Os níveis de conversão nos biorreatores foram próximos de 80% para a maioria dos experimentos. Para a determinação dos parâmetros cinéticos, foi utilizado um programa computacional desenvolvido em DELPHI 5.0. Os modelos estudados foram: JIN et aI. (1981), SEVELY et aI. (1981), TOSETTO &ANDRlETTA (2002) que levam em consideração um único substrato (ART). Outro modelo proposto neste trabalho que leva em consideração a presença de duas fontes de substrato e a hidrólise da sacarose foi estudado. O modelo proposto por JIN et. ai. (1981) mostrou o melhor ajuste para os dados experimentais; porém, os valores dos parâmetros cinéticos apresentaram grandes variações entre os experimentos. O modelo. proposto por TOSETTO &ANDRlETTA (2002) foi o que apresentou menor oscilação nos valores dos parâmetros cinéticos. O modelo proposto neste trabalho foi capaz de descrever satisfatoriamente o consumo de sacarose, glicose e frutose, mostrando a existência do fenômeno de diauxia entre a glicose e frutose

ASSUNTO(S)

modelos matematicos bioreatores fermentação alcool

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