Desenvolvimento de um protótipo de processo de produção de celulose bacteriana em meio estático

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sá Filho, Ednaldo Benício de
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
dARK ID: ark:/83112/0013000018gv2
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/38805
Resumo: Bacterial cellulose (CB) by definition is a flexible biopolymer, formed by fine fibers and nanometric pores. Recently, bacterial cellulose has received research attention due to its unique physicochemical properties when compared to vegetable cellulose. One of the most relevant applications of CB is in the production of cellulosic dressings and immobilization of drugs, enzymes and microorganisms. Large-scale production is considerably limited by the cost of the process as the growing medium can account for up to 30% of the total cost of production. The search for alternative products that can replace the synthetic medium, commonly used, appears as a possibility to make the process feasible on a larger scale. In this context, soybean molasses, a by-product of the soybean processing industry, means an interesting alternative to the synthetic medium, since it contains many nutrients as the main total reducing sugars that makes it a medium with fermentative potential. The process of producing bacterial cellulose from soybean molasses goes through several stages involving acid hydrolysis, filtration of precipitates formed during the hydrolysis, pH adjustment, elimination of possible contaminants through sterilization, addition of ethanol for nutritional enrichment of the medium, inoculum of the microorganism for fermentation, purification of the membranes obtained, neutralization of the films and, finally, drying. This work aimed to contribute to the development of a large - scale bacterial cellulose production process model from experimental data. The constructed model had as steps the mass balance for the determination of the inflow and outflow, calculation of the energy consumption of the equipment used in the process from data specific to the manufacturers as the net power and the cost of the global machinery calculated by of an American tool called Matches. In addition, a schedule of CB production was created on a larger scale by means of the experimental information to estimate the time spent by each stage. The set of this information will enable the implementation of the model in process simulators for further studies on the feasibility and optimization of the built prototype.
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In this context, soybean molasses, a by-product of the soybean processing industry, means an interesting alternative to the synthetic medium, since it contains many nutrients as the main total reducing sugars that makes it a medium with fermentative potential. The process of producing bacterial cellulose from soybean molasses goes through several stages involving acid hydrolysis, filtration of precipitates formed during the hydrolysis, pH adjustment, elimination of possible contaminants through sterilization, addition of ethanol for nutritional enrichment of the medium, inoculum of the microorganism for fermentation, purification of the membranes obtained, neutralization of the films and, finally, drying. This work aimed to contribute to the development of a large - scale bacterial cellulose production process model from experimental data. The constructed model had as steps the mass balance for the determination of the inflow and outflow, calculation of the energy consumption of the equipment used in the process from data specific to the manufacturers as the net power and the cost of the global machinery calculated by of an American tool called Matches. In addition, a schedule of CB production was created on a larger scale by means of the experimental information to estimate the time spent by each stage. The set of this information will enable the implementation of the model in process simulators for further studies on the feasibility and optimization of the built prototype.Celulose bacteriana (CB) por definição se trata de um biopolímero flexível, formada por fibras finas e poros nanométricos. Recentemente a celulose bacteriana tem recebido atenção de pesquisas devido às suas propriedades físico-químicas únicas quando comparadas com a celulose vegetal. Uma das aplicações mais relevantes da CB é na produção de curativos celulósicos e imobilização de medicamentos, enzimas e microorganismos. A produção em larga escala é limitada consideravelmente pelo custo do processo, pois o meio de cultivo pode representar até 30% do custo total de produção. A busca por produtos alternativos que possam substituir o meio sintético, comumente utilizado, surge como uma possibilidade de viabilização do processo em uma escala maior. Nesse contexto, o melaço de soja, subproduto da indústria processadora de soja, significa uma interessante alternativa ao meio sintético, pois contém muitos nutrientes como os principais açúcares redutores totais que o faz um meio com potencial fermentativo. O processo de produção da celulose bacteriana a partir do melaço de soja passa por diversas etapas que envolvem a hidrólise ácida, filtração de precipitados formados durante a hidrólise, ajuste do pH, eliminação de possíveis contaminantes por meio da esterilização, adição de etanol para enriquecimento nutritivo do meio, inóculo do microorganismo para fermentação, purificação das membranas obtidas, neutralização das películas e, por fim, secagem. Este trabalho visou contribuir para o desenvolvimento de um modelo de processo produtivo de celulose bacteriana em grande escala a partir de dados experimentais. O modelo construído teve como etapas o balanço de massa para a determinação das vazões de entrada e de saída, cálculo do consumo de energia dos equipamentos utilizados no processo a partir de dados específicos das fabricantes como a potência útil e o custo do maquinário global calculado por meio de uma ferramenta estadunidense chamada Matches. Além disso, foi criado um cronograma de produção da CB em uma escala maior por meio das informações experimentais para que fosse estimado o tempo gasto por cada estágio. O conjunto dessas informações possibilitará a implementação do modelo em simuladores de processo para estudos posteriores acerca da viabilidade e otimização do protótipo construído.Brígida, Ana Iraidy SantaSá Filho, Ednaldo Benício de2019-01-16T18:33:57Z2019-01-16T18:33:57Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfSÁ FILHO, Ednaldo Benício de. Desenvolvimento de um protótipo de processo de produção de celulose bacteriana em meio estático. 2018. 65 f. Monografia (Graduação em Engenharia Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/38805ark:/83112/0013000018gv2porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-01-16T18:34:50Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/38805Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:27:31.573164Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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