Estudo cinético da fermentação alcoólica com células imobilizadas em alginato de cálcio

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O estudo dos processos de fermentação alcoólica tem ganhado destaque nos últimos anos e a cada dia tem crescido a necessidade de otimizar o processo, produzindo cada vez mais e melhor, de forma a garantir um aumento na produção. Os processos tradicionais de fermentação alcoólica que utilizam as células de levedura livres no meio de fermentação, tanto batelada, batelada alimentada quanto contínuo, possuem algumas desvantagens, tais como a necessidade de se inocular um número elevado de células e de um processo para separação das mesmas após a fermentação. Já a técnica utilizando células imobilizadas possibilita a operação sem a necessidade da etapa de separação de células após a fermentação, possibilita a obtenção de elevadas concentrações celulares por unidade de volume de reator, facilita a reutilização dos biocatalisadores, minimiza os tempos mortos além de conferir maior estabilidade às células. O presente trabalho teve como objetivo estudar a cinética da produção de álcool a partir de células de Saccharomyces cerevisiae imobilizadas em alginato de sódio. Foram realizados testes a fim de verificar a estabilidade dos pellets obtidos utilizando alginato de sódio na concentração de 3% e 2%, sendo que aqueles na maior concentração foram mais estáveis. O tratamento dos pellets com Al(NO3)3 aumentou a estabilidade dos mesmos em relação à ruptura. Foi proposta uma nova configuração de reator que consistiu de um reator de mistura operado em batelada, dotado de uma placa perfurada localizada no centro do reator, cuja finalidade foi impedir a flutuação dos pellets de células imobilizadas durante o processo fermentativo. Para o estudo cinético foram testados diversos modelos visando descrever os perfis das concentrações de substrato e produto no reator e de células no interior dos pellet e no meio líquido. Os modelos cinéticos de Monod, Hinshelwood e Levenspiel foram os mais apropriados para a descrição do processo de produção de etanol utilizando células de Saccharomyces cerevisiae imobilizadas em alginato, sendo que os parâmetros cinéticos determinados para os três modelos se mostraram adequados para simular os resultados de todos os experimentos realizados.

ASSUNTO(S)

fermentação alcoólica engenharia quimica kinetics saccharomyces cerevisiae imobilização de microrganismos cells immobilization alcoholic fermentation Álcool cinética química cinética da fermentação alcoólica

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