Modelagem e simulação de biorreatores tipo torre operando com leveduras auto-imobilizaveis para produção de etanol

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Roberta Miranda
Data de Publicação: 2003
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1595348
Resumo: Orientador: Silvio Roberto Andrietta
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spelling Modelagem e simulação de biorreatores tipo torre operando com leveduras auto-imobilizaveis para produção de etanolModelos matemáticosFermentaçãoÁlcoolReatores biológicosOrientador: Silvio Roberto AndriettaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Este trabalho teve como objetivo modelar matematicamente um biorreator tipo torre de leito pseudo-expandido. Diferentes modelos cinéticos foram testados para descrever o comportamento deste biorreator em diferentes condições de operação. A cepa utilizada nos experimentos foi selecionada em função de sua capacidade de floculação, principal requisito para manutenção da linhagem imobilizada no biorreator. Os experimentos foram realizados em dois biorreatores tipo torre operando em paralelo, alimentados de forma independente com mesma vazão e concentração de substrato. Os ensaios consistiram em nove diferentes condições de operação e para cada condição foram coletadas doze amostras de cada reator ao longo de sua altura. A concentração de substrato foi variada de 155 a 279 g/L e a vazão de alimentação de 9,7 a 16,5 mL/min. Os resultados mostraram que as menores concentrações de substrato na saída do reator foram obtidas para ensaios com menores taxas de aplicação de substrato (g de substrato/hora) utilizada. Os níveis de conversão nos biorreatores foram próximos de 80% para a maioria dos experimentos. Para a determinação dos parâmetros cinéticos, foi utilizado um programa computacional desenvolvido em DELPHI 5.0. Os modelos estudados foram: JIN et aI. (1981), SEVELY et aI. (1981), TOSETTO & ANDRlETTA (2002) que levam em consideração um único substrato (ART). Outro modelo proposto neste trabalho que leva em consideração a presença de duas fontes de substrato e a hidrólise da sacarose foi estudado. O modelo proposto por JIN et. ai. (1981) mostrou o melhor ajuste para os dados experimentais; porém, os valores dos parâmetros cinéticos apresentaram grandes variações entre os experimentos. O modelo. proposto por TOSETTO & ANDRlETTA (2002) foi o que apresentou menor oscilação nos valores dos parâmetros cinéticos. O modelo proposto neste trabalho foi capaz de descrever satisfatoriamente o consumo de sacarose, glicose e frutose, mostrando a existência do fenômeno de diauxia entre a glicose e frutoseAbstract: This work had as objeetive to model a reaetor type tower of pseudo-expanded bed mathematieally. Different kinetie models were tested to deseribe the behavior of the reaetor in different operation eonditions. The yeast strain used in the experiments was seleeted in funetion of its tloeeulation eapaeity, main requirement for maintenanee of the eell immobilized in the reaetor. The experiments were earried out in two tower reaetors operating in parallel with independent feeding. The experiments eonsisted of nine different operation eonditions and for eaeh eondition twelve samples of eaeh reaetor were eolleeted along its height. The substrate eoneentration was varied of 155 to 279 g/L and the feeding tlow rate of 9,7 to 16,5 rnL/min. The results of the experiments showed that the smallest substrate eoneentrations in the out tlow of the reaetor were obtained when smaller substrate applieation rate (g substrate per hour) was used. The eonversion levels in the reaetors were close 80% for all the experiments. For the determination of the kinetie parameters, asoftware developed in DELPIll 5.0 was used. The studied kineties models were: llN et aI. (1981), SEVEL Y et aI. (1981), TOSETTO & ANDRIETTA (2002) that take in eonsideration an only substrate (ART). Another model proposed in this work that takes in eonsideration the presenee of the two substrate souree and the hydrolyze of the suerose was studied. The model proposed by llN et aI. (1981) showed the best adjust to the experimental date, but the values of the mo deI parameters presented great variations among the experiments. The model proposed by TOSETTO & ANDRIETT A (2002) was what presented smaller variation in the values of the parameters among the experiments. The model proposed in this work was able to deseribe the profile of suerose, glueose and fiuetose eonsumption satisfaetorily, showing the existenee of the diauxia phenomenon between the glueose and fiuetose. Key-words: Mathematies modeling, Kineties, aleoholie Fermentation, Tower Reaetor, tloeeulanting yeasts, tree support ImmobilizationMestradoDesenvolvimento de Processos QuímicosMestre em Engenharia Química[s.n.]Andrietta, Silvio Roberto, 1963-Maciel Filho, RubensMaugeri Filho, FranciscoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação não informadoUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFerreira, Roberta Miranda20032003-08-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf152p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1595348FERREIRA, Roberta Miranda. Modelagem e simulação de biorreatores tipo torre operando com leveduras auto-imobilizaveis para produção de etanol. 2003. 152p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1595348. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/295636porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T03:51:25Zoai::295636Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T03:51:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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