Publicação: Estudo da imobilização de células de Saccharomyces cerevisiae em gel de alginato de cálcio no processo de fermentação alcoólica
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Orientador
Coorientador
Ribeiro, Eloizio Julio
Resumo
Este trabalho tem como objetivo central o oferecimento de uma contribuição para o
desenvolvimento de tecnologias alternativas na produção de etanol pela via biotecnológica.
Nessa direção, apresenta-se um estudo sobre as condições para a imobilização da levedura
Saccharomyces cerevisiae em alginato de cálcio e abordam-se aspectos de estabilidade de
pellets em um bioreator agitado a fim de investigar fatores importantes na operação de
biorreatores com células imobilizadas.
A metodologia da superfície de resposta (RSM), usando um projeto estatístico de
varredura e um planejamento composto central, aliada a função desirability, foram usados
para avaliar a eficiência das partículas na fermentação alcoólica e otimizar as condições de
imobilização. Utilizou-se um bioreator do tipo batelada com agitação mecânica e capacidade
volumétrica de 2 litros com controle de temperatura para o acompanhamento da concentração
celular livre e imobilizada, concentração de etanol e de glicose em intervalos de 2 horas
durante todo o ensaio.
Os resultados para a faixa experimental explorada indicam que o procedimento
sugerido leva a partículas suficientemente robustas no que diz respeito à imobilização. O
tratamento das partículas com Al(NO3)3 resultou em pellets com satisfatória estabilidade
mecânica e ótima atividade metabólica para a produção de etanol, atingindo valores de
conversão de até 94% do rendimento Pasteur.
Abstract
This work aims to offer a contribution for the development of an economic technology
for ethanol production by the biotechnological approach. In this direction, it investigates the
conditions for Saccharomyces cerevisiae cells immobilization in calcium alginate and
addresses the operational stability aspects of a stirred batch bioreactor in order to deal with
important factors in the immobilized cell bioreactor operation.
A Response Surface Methodology (RSM), using a statistical screening design and a
central composite design, allied with a desirability function analysis, were used to evaluate the
fermentation efficiency of the pellets and to optimize the cells immobilization conditions. A 2
liters stirred batch bioreactor with temperature control was used to monitor the free and
immobilized cell concentrations, ethanol and glucose concentrations were sampled at each 2
hours during the duration of the fermentation process.
The results in the explored experimental range indicate that the proposed methodology
leads up to a sufficiently robust immobilization procedure. The pellets treated with Al(NO3)3
presented a great deal of stability and metabolic activity for ethanol production, reaching
conversion of up to 94% of the Pasteur yield.
Palavras-chave
Saccharomyces cerevisiae, Fermentação, Etanol, Imobilização, Fermentation, Ethanol, Immobilization, Álcool
Citação
BATISTA, Marcio de Andrade. Estudo da imobilização de células de Saccharomyces cerevisiae em gel de alginato de cálcio no processo de fermentação alcoólica. 2005. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2005.