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Bioeng
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Bioengenharia
Introduo e Classificao dos Bioprocessos
Bioprocessos
Mmos, pH, T, nutrientesS P
Bioprocessos
Conjunto de operaes
Tratamento matria-prima
Preparo de meios
Esterilizao de meios e equipamentos
Preparo e propagao de inculos
Fermentao/biotransformao
Recuperao/separao do produto
Purificao
Tratamento de efluentes
Processos Bioqumicos
Atividade microbiana/enzimtica
Especificidade
Condies brandas (T, pH e P)
Esterilidade
Processos Qumicos
Reaes qumicas
Sem especificidade
Condies drsticas (T, pH e P)
Sem esterilidade
Produtos de microbiologia industrial/biocatlise
PRODUTO
PropagaoPreparo
Esterilizao
Recuperao
Purificao
MATRIA
PRIMA
M-O
Biorreator
Processo
Efluentes
Esquema genrico
Principais etapas de um processo fermentativo industrial genrico
Matrias - Primas
Escolha da MP
Adequada ao crescimento celular e formao do produto de interesse
Custo (representa at 75% do custo total)
Disponibilidade
Teor de substrato
Custo e facilidade de beneficiamento, transporte e estocagem
Sazonalidade
Sem substncias txicas
Classificao das MP
Quanto natureza do substrato
Caldo de cana
Melao
Sucos de frutas
Soro de leite
Leite
Sorgo sacarino
Milho
Mandioca
Malte
Gros/cereais
Razes
Sorgo granfero
Bagaos (cana e
milho)
Resduos
agroindustriais
Etanol e
outros
lcoois
Vinhos
Glicerol
Classificao das MP
Quanto acessibilidade ao substrato
Substratos solveis: diretamente fermentescveis
Sacarneas (sacardeos ou dissacardeos) e alcolicas
Substratos insolveis de fcil hidrlise
Amilceas (polissacardeos)
Substratos insolveis de difcil hidrlise: necessitam de tratamento fsico e qumico/enzimtico
Lignocelulsicas (celulose, hemicelulose e lignina)
Classificao dos BioprocessosQuanto Conduo
Bioprocessos Descontnuos
Batelada convencional
Batelada por cortes
Batelada alimentada
Semi-contnuo ou batelada alimentada cclica
Bioprocessos contnuos
Quanto ao Cultivo
Processo em superfcie
Superfcie de meio lquido
Contato com oxignio atmosfrico
Difuso de nutrientes e produtos pelo meio lenta longos tempos de fermentao
Importante relao era/volume
Dificuldade de assepsia no ambiente
Fungos filamentosos pelcula micelial
Vinagre
Quanto ao Cultivo
Processo submerso
Desenvolvimento microbiano no meio lquido
Passveis de agitao/aerao
Mais fcil manipulao/controle
Maiores volumes de meios
Clula totalmente envolvida pelo meio maiores taxas de transmassa
Reduo no tempo aumento da produtividade
Reduo dos custos
Quanto ao Cultivo
Fermentao no Estado Slido
Crescimento microbiano e formao de produtos superfcie de substratos slidos
Ausncia de gua livre
Produtos e resduos agrcolas (arroz e palha de arroz, palha e sabugo de milho, bagao da cana, farinhas de gros)
Quanto ao Cultivo
Vantagens da FES/SSF
Meios de cultivo simples
No necessita de equip e mquinas sofisticadas
Biorreatores de volumes menores
Pouca umidade pouca contaminao
Condies semelhantes ao ambiente natural
Altas concentraes de produtos
Fcil extrao por adio de solventes ou filtrao
Quanto ao Cultivo
Desvantagens da FES/SSF
Menor disponibilidade e acesso ao substrato
Apenas em batelada
Problemas de transmassa (nutrientes e O2)
Dificuldades na extrapolao de escala
Dificuldade de monitoramento e controle (pH, T, O2, mistura).
Quanto tenso de O2
Aerados
Natural (superfcie/FES)
Forada (ar estril/O2 puro)
Plenamente aerados
Com restrio de O2
No aerados
Sem aerao forada
Anaerbio total (gases inertes)
Classificao Cintica
Associado ao
crescimento
celular
Associado
concentrao
celular
OU
Metablitos primrios = 0
Metablitos secundrios = 0
Classificao de Gaden
A: semi-associado
B: associado
C: no associado
Classificao cintica de Deindoerfer
Simples: S P com estequiometria definida, sem intermedirios
S k1 P1
S k2 P2
Simultnea: S P1 ou P2 com estequiometria varivel, sem
intermedirios
Classificao cintica de Deindoerfer
Consecutiva: S intermedirio I P
Etapas: S I / I P, em etapas distintas