Esquema genérico de uma fermentação, Esquemas de Bioquímica

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ESQUEMA GENÉRICO DE UMA FERMENTAÇÃO

Angeles Perez Palha

Figura 1.2: Fluxograma de um processo fermentativo Fonte: Schmidell et al., 2001

Características desejáveis de micro-organismos para aplicação industrial: 1.Apresentar elevada eficiência na conversão do substrato em produto. 2.Permitir o acúmulo do produto no meio em elevada concentração 3.Não produzir substâncias incompatíveis com o produto 4.Apresentar constância Bioquímica e morfológica 5.Não ser patogênico. 6.Não exigir condições de processo complexas. 7.Não exigir nutrientes caros 8.Permitir a rápida liberação do produto para o meio. 9.Não sofrer inibição pelo produto nem pelo substrato 10.Apresentar facilidade de recuperação e manutenção (Adaptado de SCHMIDELL et al , 2001)

Seleção dos micro-organismos para escala industrial

Preparo do inóculo: laboratório e indústria

• (^) Laboratório:
  • (^) meios de manutenção adequados a espécie

» Propagação lenta

Escala industrial em

um fermentador ou

vários

• (^) ATENÇÃO:
  • (^) O preparo do inóculo depende de cada processo.
  • (^) Micro-organismos suscetíveis a mutações ,

alterações morfológicas, bioquímicas não devem ser

reutilizados.

• O volume de inóculo introduzido no fermentador é

normalmente em torno de 10% v/v ou m/m da

capacidade útil do biorreator. Mas pode variar entre

0,5 e 50%.

• Fungos geralmente são inoculados através da

contagem de esporos viáveis

Condições ambientais adequadas 1.Temperatura ideal de crescimento:

• (^) Classificação dos micro-organismos: psicrófilos (temperatura inferior a 25°C), mesófilos (temperatura entre 25°C e 40°C) e termófilos (temperatura entre 40°C e 60°C); **extremófilos

2. pH:** faixa ampla dependendo da espécie entre 2 a 8..9... 3. Ar:

• (^) os micro-organismos podem ser classificados:  (^) aeróbios (dependem da presença de oxigênio/ ar )  (^) anaeróbios estritos (exigem a completa ausência de oxigênio)  (^) anaeróbios facultativos (desenvolvem-se bem em aerobiose e em anaerobiose)  (^) microaerófilos (necessitam de quantidades mínimas de oxigênio)  (^) aerotolerantes (suportam a presença de oxigênio, embora se desenvolvam melhor em anaerobiose).

Características desejáveis nos meios de cultivo para aplicação industrial

• (^) Ser economicamente viável
• (^) Encontrado com facilidade e não sujeito a sazonalidade
• (^) Atender às necessidades nutricionais do micro-organismo
• (^) Auxiliar no controle do processo, tal como ter características tamponantes
• (^) Evitar uma excessiva formação de espuma
• (^) Facilitar a recuperação do produto
• (^) Não se degradar facilmente de modo a permitir armazenamento
• (^) Apresentar composição relativamente constante
• (^) Facilitar o tratamento do efluente final.
• (^) Não se degradar durante a esterilização uma vez que é uma operação, em geral, feita por tratamento térmico.

Enzimas x micro-organismos:

• (^) Agentes das transformações são os micro-organismos vivos ou em muitos processos, ENZIMAS. - (^) Exemplos: Glicose + n S. cerevisiae Etanol + CO2+ m S. cerevisiae Glicose + glicose oxidase Ac Gluconico + glicose oxidase
• (^) Quando o processo utiliza formas microbianas, é denominado processo fermentativo e, neste caso, o reator é, frequentemente, chamado de fermentador ou dorna.
• (^) Quando o processo utiliza enzimas, é denominado processo bioquímico ou biotecnológico

Elemento central:

Biorreator

Os tratamentos iniciais: “ Up Stream ” Os tratamentos finais: “ Down Stream ”

Fermentador e controles

MATERIAS PRIMAS