Formas de condu§£o de um processo fermentativo As formas bsicas de condu§£o de um processo fermentativo s£o o descont­nuo e o cont­nuo. Descont­nuo alimentado

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  • Formas de conduo de um processo fermentativo As formas bsicas de conduo de um processo fermentativo so o descontnuo e o contnuo. Descontnuo alimentado e Semicontnuo so formas desenvolvidas a partir das formas bsicas com o objetivo de contornar problemas inerentes a estes processos.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo As diferenas entre as formas de operao podem ser bem entendidas em relao a variao do volume do cultivo, da massa total e das concentraes de clulas, substrato e produto em funo to tempo. As diferenas so caracterizadas principalmente pelas diferentes formas de adio do substrato e dos nutrientes.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Caractersticas principais: Todos os nutrientes so adicionados ao biorreator antes do incio do processo, exceto O 2, e outros produtos qumicos necessrios para controle de pH e espuma. O volume no decorrer da fermentao permanece constante.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Modo de operao: No instante inicial o meio de fermentao inoculado e incubado em condies adequadas; No decorrer da fermentao nada adicionado, exceto oxignio (ar), antiespumante, cido e base para controle de pH; Terminada a fermentao descarrega-se o meio fermentado; O fermentador ento lavado, carregado novamente e iniciado outro processo.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Modo de operao:
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Vantagens: Apresenta menor risco de contaminao (comparado ao contnuo); Grande flexibilidade de operao, podendo-se usar os fermentadores para a fabricao de diferentes produtos; Condies de controle mais estreitas da estabilidade gentica dos microrganismos.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Desvantagens: Se o substrato exercer efeito de inibio, poder ocorrer baixos rendimentos e/ou produtividades. Apresenta tempo morto, tempo em que o fermentador no est sendo usado no processo fermentativo propriamente dito, como tempo de carga, descarga e lavagem.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Aplicaes: o mais utilizado na indstria de alimentos e bebidas, como: iogurte, cerveja, vinho, picles, chucrute, etc. Permite o conhecimento bsico da cintica de fermentao, para que se possa propor alternativas de conduo de processo.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Tipos de inculo usados em processos descontnuos: Com um nico inculo por fermentao; Com reaproveitamento de clulas para o inculo; Com inculo por sistema de corte.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Com um nico inculo por fermentao: Propagado a partir de uma cultura pura. Oferece poucos riscos de contaminao.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Com reaproveitamento de inculo: utilizado como inculo as clulas da fermentao anterior. (para isso pode-se utilizar parte do meio de fermentao ainda homogneo, esperar que o microrganismo sedimente no fermentador ou ainda centrifugar o meio fermentado). H uma tendncia em aumentar o nmero de contaminao a cada fermentao. Tcnica comum em destilaria de lcool.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Com reaproveitamento de clulas para inculo:
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Com inculo por sistema de corte: O corte pode ser feito na fase exponencial, quando deseja-se propagar inculo, ou aps o fim da fermentao. Inocula-se uma dorna, quando atingido um estgio apropriado de fermentao, passa-se parte do contedo para uma dorna vazia, em seguida enche-se as duas dornas com meio. Pode levar a srias quedas de rendimento. O controle do rendimento pode indicar quando deve-se interromper os cortes e iniciar nova fermentao com novo inculo.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Com inculo por sistema de corte:
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado definido como um modo de operao no qual um ou mais nutrientes (incluindo substrato), ou mesmo todos os nutrientes so adicionados gradualmente durante o processo de fermentao e os produtos formados permanecem no meio at o tempo final.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado - Com reaproveitamento de clulas.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado Caractersticas principais: O volume varia durante o decorrer da fermentao (embora possa ser pequena variao em alguns casos); A vazo de alimentao pode ser constante ou variar com o tempo, e a adio de mosto pode ser contnua ou intermitente. possvel controlar a concentrao de substrato na fermentao (podendo assim interferir no metabolismo microbiano, levando a diferentes perfis de concentrao no s de substrato, mas tambm de clulas e produto).
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado Aplicaes: Minimiza a represso catablica. Minimizao dos efeitos do controle do metabolismo celular (Exemplos: produo de determinados antibiticos como neomicina, estreptomicina, bacitracina, sofrem represso pela presena de glicose em concentraes mais elevadas)
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado Aplicaes: Preveno da inibio por substrato. Evita que elevadas concentraes de substrato causem inibies da fermentao. (Exemplos: concentrao de glicose superiores a 100 g/L podem causar inibio em fermentao alcolica com Saccharomyces cerevisiae).
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado Aplicaes: Minimizao da formao de produtos metablicos txicos. (Exemplos: para E. coli, fonte de carbono em excesso, mesmo em aerobiose, levam a formao de cido actico, inibidor do crescimento).
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado Aplicaes: Superao de problemas frequentes de estabilidade em processos contnuos. (Exemplos: contaminao, mutao espontnea e instabilidade de plasmdeos).
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado Aplicaes: Adequao do processo fermentativo a condies operacionais. (Exemplos: com o aumento do tamanho das dornas usadas nas fermentaes alcolicas, a formao de espuma passou a ser um problema devido ao grande volume dos fermentadores, entretanto, isso pode ser resolvido com a operao em sistema descontnuo alimentado).
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Descontnuo Alimentado Aplicaes: Estudo cintico de processos fermentativos. O processo descontnuo alimentado permite: - manter baixos nveis de substrato por longos perodos; - manter a concentrao celular constante.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Semicontnuo O processo de fermentao chamado semicontnuo quando, uma vez colocado no fermentador o meio e o inculo, as operaes que se seguem obedecerem seguinte ordem: 1 - Aguarda-se o trmino da fermentao; 2 - Retira-se parte do meio fermentado, mantendo-se no fermentador o restante do mosto; 3 - Adiciona-se ao fermentador um volume de mosto igual ao volume de meio fermentado retirado; 4 - Repete-se esta sequncia.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Semicontnuo
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Caractersticas principais: O meio fermentado no retirado do reator serve de inculo para a prxima fermentao. Processo Semicontnuo
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo No sistema Semicontnuo utilizado como inculo as clulas da fermentao anterior que podem ser uma frao homognea do meio ou mesmo clulas separadas por sedimentao. Um exemplo deste processo o Melle-Boinot, usado em fermentaes alcolicas. Processo Semicontnuo
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Vantagens: Possibilidade de operar o fermentador por longos perodos (s vezes alguns meses) sem que seja necessrio preparar um novo inculo. Possibilidade de aumentar a produtividade do reator apenas modificando a forma de operao. Processo Semicontnuo Ex: processo de fermentao de cacau.
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  • Formas de conduo de um processo fermentativo Processo Contnuo O processo de fermentao contnua caracteriza-se por possuir uma alimentao constante de meio de cultura com uma determinada vazo (constante), sendo o volume de meio no reator, mantido inalterado atravs da retirada contnua de caldo fermentado. Pode ser operado por longos perodos de