Reatores Químicos e Bioquímicos

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B – Fase exponencial, onde as células adaptadas crescem a velocidade máxima na condição de cultivo.

C – Fase estacionária, onde a concentração de substrato cai abaixo de um valor crítico necessário ao crescimento, ou devido ao acúmulo de metabólitos inibidores.

D – Fase de declínio, onde a velocidade de morte celular é maior que a de crescimento.

b) Para obtenção de um produto em escala industrial, qual meio de cultivo você utilizaria? Por quê?

Dependendo da aplicação industrial: se for para produção especifica utilizaria o cultivo puro onde todas as células são da mesma espécie (produção de antibióticos por cepas de actinomicetos). Já se precisasse de mais de uma espécie bacteriana utilizaria o cultivo Misto onde a várias espécies de microrganismos atuam em conjunto (tratamento de resíduos e maceração de fibras).

O Meio Complexo proporciona os melhores volumes do produto desejado, já que a variedade de moléculas orgânicas presentes diminua/acabe com a necessidade da produção de glicose e compostos orgânicos pelas células. Por isso ele é o mais indicado apresentando também um baixo custo.

c) Quais são as principais formas de condução de um processo fermentativo?

As formas básicas de condução de um processo fermentativo são o descontínuo e o contínuo.

Processo Descontínuo: Todos os nutrientes são adicionados ao biorreator antes do início do processo, exceto O2, e outros produtos químicos necessários para controle de pH e espuma.O volume no decorrer da fermentação permanece constante.

Processo Semicontínuo: uma vez colocado no fermentador o meio e o inóculo, as operações que se seguem obedecerem à seguinte ordem: Aguarda-se o término da fermentação; Retira-se parte do meio fermentado, mantendo-se no fermentador o restante do mosto; Adiciona-se ao fermentador um volume de mosto igual ao volume de meio fermentado retirado;Repete-se esta sequência.

Processo Contiuo: O processo de fermentação contínua caracteriza-se por possuir uma alimentação constante de meio de cultura com uma determinada vazão (constante), sendo o volume de meio no reator, mantido inalterado através da retirada contínua de caldo fermentado. Pode ser operado por longos períodos de tempo em estado estacionário.

d) Os processos de downstream representam o principal gargalo para o escalonamento de processos fermentativos em escala industrial. Quais características do produto devem ser levadas em consideração, a fim de definir quais os melhores processos de downstream?

Métodos de separação de reagentes e produtos, equipamentos a serem utilizados, localização do produto: extracelular ou intracelular, Características cfísico-químicas das moléculas (tamanho, densidade, concentração, solubilidade, cargas elétricas, se são hidrofóbicas ou hidrofílicas), características físico-químicas do meio (viscosidade, densidade, presença de impurezas e partículas indesejadas).

- Um processo de desinfecção destroi coliformes na água usando um reator de mistura completa. A reação é de 1a. ordem com k = 1,0/dia. O influente tem uma concentração de 100 coli/mL e um fluxo de 1.600 L/dia, com um volume total do reator de 400 L. Qual é a concentração de coliformes no efluente?

Considere:

• [Acumula] = [Entra] - [Sai] + [Produzido] - [Consumido]

• r=kC

Reator de mistura completa A vazão de entrada é diferente de zero e igual à de saída.

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TDH = V / Q;

V=400L C=100 coli/ml = 0,1 coli/L Q=1600L/dia k = 1,0/dia

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