Fermentação alcoolica com alta densidade celular : modelagem cinetica, convalidação de parametros e otimização do processo

AUTOR(ES)

Daniel Ibraim Pires Atala

DATA DE PUBLICAÇÃO

2000

RESUMO

o avanço tecnológico da indústria alcooleira no Brasil nas décadas de 70 e 80, foi fruto do programa "Proálcool", lançado pelo governo brasileiro com o objetivo de substituir a gasolina derivada do petróleo, consumida pelos veículos automotores, pelo etanol. O Brasil se tornou então o maior produtor mundial de etanol por via fermentativa. Apesar disto, os estudos encontrados na bibliografia têm como base um processo isotérmico. Em condições reais de operação encontradas nas usinas, isso nem sempre é observado, entretanto, o estudo do efeito da temperatura nos parâmetros cinéticos que quantificam a reprodução e morte celular, o consumo de substrato e a produção de etanol são informações importantes para a elaboração de estratégias de controles mais eficientes nas usinas. Diante destes fatos o objetivo deste trabalho foi a obtenção de um modelo cinético estudando o efeito da temperatura em fermentação alcoólica com alta densidade celular, com a convalidação dos parâmetros cinéticos e de conversão considerando o efeito inibitório exercido pela concentração de biomassa, substrato e de etanol no processo fermentativo. Os experimentos foram conduzidos em fermentação batelada e batelada alimentada estendida com Saccharomyces cerevisiae, nas temperaturas de 2SoC a 40°C. O acompanhamento analítico se deu através de análises de sacarose, glicose, ftutose e etanol por HPLC, de massa seca por gravimetria e de células viáveis por microscopia. Como resultado obteve-se um modelo matemático que descreveu satisfatoriamente o processo fermentativo nestas faixas de temperatura e de densidade celular. Foi possível realizar diversas simulações do processo para analisar o comportamento do processo em diversas condições. A otimização e simulação do processo mostraram que alto rendimento, conversão e produtividade são conseguidos quando se trabalha com temperaturas de 2SoCa 34°C e entre as taxas de diluições de 0.08a 0.13 h-I com rendimento, conversão e produtividade superiores a 90% 0.93 e 8.5 g/L/h, respectivamente

ASSUNTO(S)

temperatura alcool fermentação modelagem

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