Atividade Processos Fermentativos II

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Aluno: Vanessa Bragança de Souza 
Matrícula / Registro Acadêmico: 2018112052 
 
ATIVIDADE DE PROCESSOS FERMENTATIVOS II 
 
1- Os processos fermentativos levados onde se utiliza microrganismos 
podem ser operados em batelada simples, batelada alimentada e 
continuamente. A eleição de uma destas formas de operação deve 
ser feita criteriosamente, levando-se em conta, fundamentalmente, a 
fisiologia do agente do bioprocesso. Com base nestas informações, 
considere as alternativas marque as verdadeiras e falsas com V e F 
respectivamente e justifique as falsas. 
 
(V) A batelada alimentada visa contornar os clássicos fenômenos de 
inibição por substrato, resultando em um aumento nos níveis de produção 
de substâncias produzidas por fermentação. 
(F) A batelada simples caracteriza-se pela manutenção das condições 
ambientais durante o curso de um bioprocesso. As concentrações dos 
componentes do meio, no estado estacionário, permanecem constantes. 
 Durante o processo de batelada simples, ocorre diversas 
alterações no ambiente, o que acarreta na variação da concentração 
dos componentes. 
(V) Em uma operação de um processo contínuo em um biorreator de 
mistura completa sem reciclo celular, no estado estacionário, a ambiência 
não permanece constante. 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS 
CAMPUS DE GURUPI 
ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS E BIOTECNOLOGIA 
 
(V) Em um cultivo contínuo com reciclo celular em estado permanente, 
um aumento da vazão de alimentação levará o cultivo a um estado 
transiente, antes que um novo estado permanente seja atingido. 
(V) Em um cultivo contínuo sem reciclo celular em estado permanente, 
uma diminuição da vazão de alimentação levará o cultivo a um estado 
transiente, antes que um novo estado permanente seja atingido. 
 
2- Pretende-se instalar uma indústria de fermentação para obtenção de 
uma vazão de 3 m³/h, em regime bateladas simples, sabe-se que a 
concentração de produto final no líquido fermentado é de 50 g/L e o 
tempo de fermentação é de 15h sendo que seu rendimento está a 
85%. 
 
a) Determine a massa do produto final (M). 
 M = F x C x T x V 
 M = 3 
 𝑚³
ℎ
 x 50 
 𝑘𝑔
𝑚³
 x 15h x 0,85 
 M = 1912,5kg 
 
b) Determine a capacidade útil da dorna (V) sabendo que Td (tempo 
necessário para se descarregar uma dorna) é de 3h. 
Td = 
 𝑉
𝐹
 
V = Td x F 
V = 3h x 3 
 𝑚³
ℎ
 
V = 9m³ 
 
c) Determine a número de dornas (D). 
 D = 2 + (
 𝐹 𝑥 𝑇𝑓
𝑉
) 
 D = 2 + 
(
 3𝑚3
ℎ
 𝑥 15ℎ)
9𝑚³
 
 D = 7 
 
3- No processo de fermentação em batelada alimentada, a inoculação 
de substrato no biorreator ao longa da fermentação auxilia os 
microrganismos a não entrarem em repressão catabólica. Explique 
como esse processo funciona. 
 O processo de repressão catabólica é um conjunto de mecanismos 
importante para que os microrganismos não desperdicem energia e 
mantenham a sua eficiência. É um processo que consiste na repressão 
de genes para que não haja a produção de algum metabólito em excesso, 
por exemplo quando utiliza-se a glicose como fonte de carbono, ela é 
metabolizada rapidamente e acaba inibindo a expressão de genes que 
codificam enzimas de outras fontes de carbono. 
4- Quando trabalhamos com um sistema continuo sem reciclo de 
células a velocidade especifica de crescimento tem que ser igual a 
vazão especifica de alimentação, porém quando se trata de um 
processo com reciclo de células, seja ele interno ou externo, a 
velocidade especifica tem que ser menor que a vazão especifica de 
alimentação. Explique por que isso ocorre. 
 No sistema contínuo sem reciclo de células, a concentração 
permanece igual para se manter um equilíbrio, por isso velocidade 
especifica de crescimento tem que ser igual a vazão especifica de 
alimentação, já no sistema com reciclo de água a vazão específica é maior 
para que ocorra uma alta densidade celulare e, consequentemente, a 
produtividade é alta devido ao grande número de células viáveis no meio 
de fermentação. 
5- Explique a influência do tamanho da partícula, teor de umidade e 
temperatura quando se trabalha com fermentação em estado solido. 
Tamanho da partícula 
 O tamanho da partícula e forma é extremamente importante. Afetam a 
relação área superficial e o volume da partícula, o tamanho e a forma dos 
espaços vazios entre as partículas. Geralmente, partículas menores do substrato 
oferecem área superficial maior para o ataque microbiano. Porém, uma partícula 
de substrato muito pequena pode resultar em aglomeração do substrato que 
pode interferir na respiração microbiana, podendo resultar em pouco 
crescimento. Ao contrário, partículas maiores oferecem melhor aeração devido 
aos espaços entre as partículas, mas limitam a superfície para ataque 
microbiano. O tamanho ótimo da partícula deve favorecer o acesso aos 
nutrientes e disponibilização de oxigênio. 
Temperatura 
 Os processos fermentativos caracterizam-se por serem exotérmicos. 
Durante a FES grandes quantidades de calor são liberadas, sendo estas 
diretamente proporcionais à atividade metabólica do microrganismo. Em fungos 
filamentosos, a temperatura influencia diretamente a germinação dos esporos, 
crescimento e formação de produtos. Praticamente em todas as FES, a 
temperatura é um fator crítico, devido ao acúmulo do calor metabólico gerado, 
pois, além da dificuldade de mistura do meio sólido, a maioria dos substratos 
utilizados possui baixa condutividade térmica, o que pode gerar gradientes de 
temperatura no biorreator (PINTO, 2003). 
Umidade e atividade de água 
 De todos os parâmetros em um processo fermentativo, a água apresenta 
papel de destaque na fermentação em estado sólido (FES), devido ao grau de 
interação com as substâncias que compõem a fase sólida. Na FES, a água está 
relacionada a dois parâmetros. O primeiro, a umidade, que diz respeito à 
porcentagem de água na massa total de meio. O segundo, a atividade de água 
(Aa), está relaciona a quantidade de moléculas de água disponíveis nas 
vizinhanças imediatas das partículas do substrato para o microrganismo. A 
atividade de água afeta diretamente o crescimento microbiano e a síntese de 
metabólitos. atividade de água exerce papel de maior importância para a 
atividade fisiológica microbiana do que aquele exercido pelo teor de umidade do 
meio. Um nível de umidade muito alto resulta em diminuição da porosidade, 
baixa difusão de oxigênio, aumento no risco de contaminação, redução no 
volume de gás e redução de troca gasosa. Baixos níveis de umidade levam a 
um crescimento baixo em relação ao ótimo e baixo grau de substrato realmente 
utilizado. 1 
 
 
1 OLIVEIRA, Ana. UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA -UESB PRÓ-
REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM 
ENGENHARIA DE ALIMENTOS. [s.l.]: , [s.d.]. Disponível em: 
<http://www2.uesb.br/ppg/ppgecal/wp-content/uploads/2017/04/ANA-CAROLINA-
OLIVEIRA.pdf>. Acesso em: 30 July. 2021.