Primeira avaliação - Processos Fermentativos (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
PROCESSOS FERMENTATIVOS
TRABALHO 1ª AVALIAÇÃO - 1º SEMESTRE - 2020	DATA DE ENTREGA: 05/11/2020
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GRUPO: Igor Pessatto Dall’ Agnol (71330), Micheli Legemann Monte (128018) e Sylvia (xxxxx).
1. 
2. 	Alguns dos fatores que influenciam os processos fermentativos são:
· Temperatura: Cada organismo possui uma temperatura ou faixa de temperatura ideal para o seu crescimento. Essas condições são fundamentais para o processo. O controle de temperatura pode evitar o desenvolvimento de contaminantes, ou até mesmo uma queda no rendimento do produto de interesse, por exemplo. Existe uma classificação dos microrganismos quanto às condições ideias de temperatura: psicrófilos (até 25 °C), mesófilos (25 a 40 °C) e termófilos (acima de 40 °C);
· pH: O pH também é um fator importante, visto que para favorecer o desenvolvimento de leveduras deve ser controlado. O descontrole de pH pode gerar contaminantes, assim como visto anteriormente com a temperatura. Cada processo tem sua particularidade, alguns deles seguem controles rigorosos de pH, outros admitem faixas mais brandas. De forma geral, bactérias preferem pH levemente ácido a neutro; leveduras desenvolvem-se bem com pH de 4 a 6 e fungos filamentosos admitem uma ampla faixa de pH (3 a 8).
· Oxigênio: Podem ser divididos, primeiramente quanto a presença de oxigênio:
· Aeróbios – Microrganismos dependem da presença de oxigênio.
· Anaeróbios estritos – exigem a completa ausência de oxigênio; 
· 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.
· Concentração de substrato: Altas concentrações de substrato aumentam a pressão osmótica do meio. E, quando associadas à alta concentração de Etanol inibem o processo fermentativo: Sendo assim, o fator de concentração aliado a pressão osmótica influencia a taxa de produção.
Observação: Os tipos de meio: submerso e estado sólido (em relação ao crescimento do substrato) também são fatores que podem influenciar no processo de fermentação.
Processo descontínuo ou em batelada: No instante inicial, o nutriente (substrato) é colocado no fermentador e inoculado com o microrganismo selecionado (inóculo) e incubada. Após um determinado tempo, retira-se o caldo/licor do biorreator e executam-se as operações unitárias necessárias para a recuperação e purificação do produto. No decorrer do processo só há alimentação de oxigênio, em processos aeróbios, adiciona-se antiespumante, ácido ou base para o controlar o pH (visto como fator de influência na fermentação).
Processo descontínuo alimentado ou batelada alimentado: inicialmente com um inóculo por tanque, inicia-se a alimentação com o meio de cultivo, a uma dada vazão, sem retirar o líquido processado. A operação se estende até o preenchimento do volume do reator, após retira-se o caldo processado para recuperação de produto. A alimentação deste processo pode ser constante ou intermitente. 
Processo contínuo: É caracterizado pela alimentação contínua de meio de cultivo a vazão constante, mantendo o volume de reação constante com a retirada contínua de caldo fermentado (exemplo de aplicação: mosto). Quando o processo entra em seu estado estacionário, as variáveis de estado (concentração de células, substrato limitante e de produto de interesse) permanecem constantes ao longo do tempo. Desta maneira é possível adicionar reciclo de substrato ao processo, reduzindo o custo com matéria alimentada.
Processo batelada: alimentação seguida de retirada do caldo após um determinado tempo (tempo de residência). Nesse processo tem-se uma alimentação constante ou intermitente até o preenchimento do volume do reator, e então ocorre a retirada do caldo. No processo contínuo temos um volume de reator constante através de uma alimentação e retirada de caldo contínua, estabelecendo um estado que chamamos de estacionário. 
3. O que são reatores bioquímicos e que considerações devem ser destacadas (comentar) na escolha de um biorreator para a realização de uma determinada fermentação?
Reatores químicos em que ocorrem uma série de reações químicas catalisadas por biocatalisadores (células ou enzimas). Para o caso de enzimas tem-se os biorreatores enzimáticos e no caso de células vivas os fermentadores. 
As seguintes considerações devem ser tomadas para a escolha de um biorreator:
· O biorreator deve impedir a entrada de substâncias estranhas ao ambiente, bem como permitir o estreito contato entre o meio e o microrganismo, ao longo de todo o processo;
· O material de construção deve ser não tóxico e capaz de suportar alta pressão, geralmente vapor pressurizado para esterilização; 
· Não deve ser afetado pela corrosão química; 
· Deve possuir sistema para aeração/agitação, bem como permitir a retirada de amostras periódicas, sem comprometer o processo; 
· Possuir um mecanismo de resfriamento para controlar a energia gerada pelo metabolismo na forma de calor; 
· Ser capaz de operar sob condições assépticas, embora alguns dos processos, por ex. compostagem, podem ser tratados como não-estéril;