Otimização da produção de pululano por melhoria da taxa de transferência de oxigénio em biorreator

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, Joana Filipa Carvalho
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/60457
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica
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spelling Otimização da produção de pululano por melhoria da taxa de transferência de oxigénio em biorreatorPululanoAureobasidium pullulansTransferência de oxigénioPressão total de arPullulanAureobasidium pullulansOxygen mass transferTotal air pressureEngenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaO aumento da procura de pululano pela indústria tem aumentado exponencialmente devido às suas diversas aplicações em inúmeros processos, nomeadamente nas indústrias alimentar e farmacêutica e, mais recentemente na área da saúde. Há vários estudos que referem que o fungo Aureobasidium pullulans é o principal microrganismo produtor de pululano, devido à elevada taxa de produção comparativamente a outras espécies. Neste trabalho pretendeu-se estudar alguns fatores que afetam a produção de pululano por A. pullulans, nomedamente a composição do meio de cultura e a taxa de transferência de oxigénio. Utilizou-se um desenho experimental (central composite design) para estudar o efeito das concentrações de extrato de levedura e de sulfato de amónio e do valor de pH inicial do meio na produção de pululano. Os resultados demonstraram que as melhores condições para a produção de pululano são: extrato de levedura 0 g/L, sulfato de amónio 0,6 g/L e pH inicial do meio igual a 6. O efeito da transferência de oxigénio foi estudado por variação da velocidade de agitação e do caudal de arejamento (em reator STR convencional) e por aumento da pressão total de ar (em reator STR pressurizado). No reator STR convencional, observou-se que o aumento do valor de kLa de 9 h-1 até 93 h-1 favoreceu o crescimento celular e a produção de pululano, mas diminuiu a de frutooligossacarídeos (FOS). No reator STR pressurizado, verificou-se que o aumento da pressão total de ar até 2 bar favorecia o crescimento celular e a produção de pululano, mas continuar a aumentar a pressão até 4 bar diminuiu a produção de pululano. Uma vez mais se observou menor produção de FOS com o aumento da concentração de oxigénio. Em ambos os reatores foi observada uma mudança na morfologia das células de A. pullulans (de célula de levedura para hifa) com o aumento da transferência de massa de oxigénio.The increase of pullulan demand is due to its several applications, namely in food and pharmaceutical industries, and recently in health sector. Some studies report that Aureobasidium pullulans is the main pullulan-producing microorganism, owing to the high productivity comparatively to other species. An experimental design (central composite design) was used to study the effect of yeast extract and amonium sulfate concentration and initial pH of culture médium on pullulan production. The results demonstrated that the optimum conditions for pullulan production are: yeast extract 0 g/L, amonium sulfate 0.6 g/L and initial pH of 6. The effect of oxygen transfer on pullulan production was studied by varying the stirring rate and aeration rate (in a convencional STR reactor), as well by increasing the total air presure (in a pressurized STR reactor). In the convencional STR reactor, an increase of cellular growth and pullulan production was obtained by raising the kLa value from 9 h-1 to 93 h-1. By contrast, fructooligosaccharides (FOS) production decreased with the incremente of kLa. In the pressurized STR reactor, the raise of total air pressure up to 2 bar led to an increase of cellular growth and pullulan production. However, the increase of total air pressure up to 4 bar did not favored the production of polysaccharide. A decrease of FOS production was also observed with the increase of oxygen concentration. In both reactors, the morfology of A. pullulans cells was affected (from oval cells to hyphae) by the increase of oxygen mass transfer.Lopes, MarleneGonçalves, Clarisse Salomé NobreUniversidade do MinhoAlves, Joana Filipa Carvalho20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/60457por202247058info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:49:45Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/60457Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:48:18.559239Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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