8/19/2019 Fermentação descontínua alimentada
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Fermentação descontínua alimentada
• Tem importância tanto industrial como na pesquisabatelada alimentada;
• Vem desde 1900 Saccharomyces cerevisiae;
• É uma fermentação descontínua continuamentealimentada com meio nutriente;
• Um ou mais nutrientes podem ser adicionados durante ocultio;
•
Todos os nutrientes podem ser adicionados de formasimultânea;• ! a"ão de alimentação pode ser constante ou ariar como tempo#
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Fermentação descontínua alimentada
• $elo uso de diferentes a"%es de enc&imento das dornas' possíel controlar a concentração de substrato;
• (essa forma) o metabolismo microbiano se*a deslocado
para uma determinada ia metab+lica) leando aoac,mulo no meio de um produto específico;
• -ada condição de trabal&o pode lear a diferentes perfis
de concentração não s+ de substrato) mas tamb'm dec'lulas e produtos
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Fermentação descontínua alimentada
• 1# !plicaç%es. – !ntes de 19/0 carboidratos a outros compostos mais
simples;
– $elo sucesso do processo na produção de leeduras
– Tentouse a produção de licerol) acetona) butanol e2cido l2ctico;
– 3bteese mel&or controle do processo e mais eficienteutili"ação dos componentes do meio de cultura#
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Fermentação descontínua alimentada
• 4# 5mpreo da fermentação descontínuaalimentada. – 4#1# 6inimi"ação dos efeitos do controle do
metabolismo celular.• 3s microranismos disp%em de mecanismos
reulat+rios de seu metabolismo o processo podecontornar alum destes mecanismos;
• 57# S. cerevisiae com pouco aç,car) mais c'lulas#
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Fermentação descontínua alimentada
– 4#4# $reenção da inibição por substrato ouprecursores.• !luns nutrientes podem se tornar inibit+rios
dependendo de sua concentração;
• 57# etanol 100 8 ' inibit+ria;• 3 controle da a"ão de alimentação permite que se
eite a operação em condiç%es inibit+rias)mel&orando a produtiidade#
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Fermentação descontínua alimentada
– 4#:# 6inimi"ação da formação de produtos dometabolismo t+7icos. • -rítico quando se dese*a altas concentraç%es
celulares sem a formação de produtos t+7icos;
– 4#/# uperação de problemas frequentes deestabilidade em processos contínuos.• -ontaminaç%es) mutaç%es e instabilidade dificultam
um processo contínuo) o descontínuo alimentadopode superar tais problemas#
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Fermentação descontínua alimentada
–
4## 5studo da cin'tica de processos fermentatios.• É ,til no estudo da cin'tica pois permite manter bai7os
níeis de substrato por lonos períodos de tempo#
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Fermentação descontínua alimentada
•
:# -lassificação. – :#1# $rocesso descontínuo alimentado repetitio.
• Uma fração de olume constante ' remoida ainteralos de tempo fi7os) sendo recomposto o
olume pela adição de meio;• Tem sido utili"ado industrialmente para produção de
leeduras e antibi+ticos;
• Tenta aproeitar como in+culo o microranismo que
est2 crescendo com alta elocidade) trabal&ando comc'lulas na fase produtia por mais tempo#
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Fermentação descontínua alimentada –
:#4# $rocesso descontínuo alimentado estendido.• 6odo de operação em que concentração de substratolimitante ' mantida constante no meio pelosuprimento contínuo de nutriente;
• Tem a finalidade de estender o período defermentação) mantendo níeis do substrato no reatoradequados para que as c'lulas continuem com
atiidade fermentatia#
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– em controle por retroalimentação.• 3 suprimento de substrato ' feito intermitentemente
ou de forma ininterrupta at' o final da fase deenc&imento da dorna) com a"%es constantes ou
ari2eis#
– 5m ambos os modos de operação o que se isa 'a otimi"ação dos alores da concentração do
substrato no reator para aumentar orendimento ou produtiidade do processo#
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Fermentação descontínua alimentada
• 6odelo matem2tico para c'lulas. – ! elocidade de ariação da massa celular no reator
massa celular formada pelo crescimento microbiano;
– Temse.
C
X X
dt
dM
dt
dM
=
•
Velocidade da ariação da massa seca no reator ? 68&@
• Velocidade de crescimento celular em massa ? 68&@
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Fermentação descontínua alimentada
•
X R X
X dt
dX
X V
F
=
=+
.
..
µ
µ
( ) X Ddt
dX
X dt
dX X D
V
F
D
.
..
−=
=+
=
µ
µ
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Fermentação descontínua alimentada
( ) X Ddt
dX .−= µ
$ela equação) quando d78dtA0 não &aer2 ariação da
concentração celular ao lono do tempo#(essa forma) temse iualdade A ( nessa condição a
elocidade específica de crescimento celular ? @ '
numericamente iual B a"ão específica de alimentação ?(@#
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