Phenomenological study of the fed-batch reactor using two distinct fermentation processes. / Estudo fenomenologico do reator batelada alimentada utilizando dois processos fermentativos distintos.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

O processo de batelada alimentada é útil para o estudo da cinética de processos fermentativos, pois permite a manutenção de baixos níveis de substrato por longo período de tempo, que é favorável à estimativa de parâmetros cinéticos; permite manter concentração celular constante e controlar a velocidade de crescimento em condições transientes. São as equações cinéticas que indicam como as variáveis de estado do processo em estudo interferem nas velocidades de crescimento e morte celular, de geração de produtos metabólicos e de consumo de substrato. Estudos de biorreatores de batelada alimentada têm sido freqüentemente relatados na literatura, entretanto para a modelagem destes processos necessita-se conhecer parâmetros cinéticos e informações sobre estes são escassas. A implantação do PROÁLCOOL no Brasil fez aumentar o número de destilarias. Atualmente, o processo de batelada alimentada responde por cerca de 60% do volume de etanol produzido. Outro processo fermentativo de alto valor comercial é a produção de ácido lático, uma vez que este tem grande aplicação no uso em alimentos, na área farmacêutica, de plásticos e indústria química. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar duas fermentações distintas com relação à cinética de produção e entender a fenomenologia do processo de batelada alimentada. Escolheram-se dois tipos de fermentações com cinética de produção diferentes, uma alcoólica e outra lática, o primeiro com produção associada ao crescimento e o outro de produção parcialmente associada ao crescimento. Realizaram-se ensaios de fermentações em batelada para obtenção dos parâmetros cinéticos e em batelada alimentada para aplicação dos parâmetros obtidos em modelos e estes em balanço de massa do processo batelada alimentada. Em seguida, foram conduzidas simulações do processo batelada alimentada com o auxílio do software AnaBio 1.0 e ajustados os parâmetros cinéticos através de análise visual, utilizando-se dois modelos encontrados na literatura: o modelo cinético de Monod e outro também baseado em Monod com inclusão de um termo de inibição pelo produto. Estes modelos representaram visualmente os dados experimentais de forma satisfatória para a fermentação alcoólica, no entanto, somente um ajuste regular dos dados experimentais em relação aos preditos foram obtidos para fermentação lática.

ASSUNTO(S)

fermentation kinetic material balance fed-batch fermentation fermentação cinetica

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