Balanço em Biorreatores Batelada Alimentada

Prévia do material em texto

12/10/2020
Reatores Batelada Alimentada
Geralmente esse sistema é utilizado para crescimento microbiano e não para reatores
enzimáticos. Deve-se planejar o aumento de volume a ser adicionado para que o reator
comporte o aumento de volume.
Utilizado para produção de fermento (pani�cação), para superar a repressão catabólica, o
crescimento e consequentemente o controle da demanda de oxigênio.
A concentração de substrato a ser adicionada deve ser a maior possível para evitar o efeito da
diluição.
O substrato é adicionado em uma concentração e é consumido até ser praticamente exaurido.
Após isso, o substrato começa a ser adicionado continuamente.
Balanço de massa para reator Batelada Alimentada:
Taxa de Geração de Biomassa:
Taxa de consumo da Biomassa (morte celular)=
Precisamos expandir o diferencial.
Biomassa
Substrato
Temos entrada e consumo de substrato!!!
Consideraço�s:
- Modo de operação do reator ---> carregamento do meio de cultura, inoculação do
microorganismo, operação em sistema batelada até que a concentração de substrato esteja
virtualmente exaurida.
Neste momento inicia-se a operação em Batelada Alimentada do meio com vazão
volumétrica F.
Nesta condição, X (concentração de Biomassa) é mantida alta e aproximadamente constante
e dx/dt 0. (o microorganismo está crescendo e o meio está sendo diluído.
Também --> a Taxa de Fornecimento de S= Taxa de Consumo de S.
Por isso dS/dt
Essa hipótese do estado pseudo-estacionário!!!!
Pelo Balanço da Biomassa:
Considerando a cinética de Monod.
Rearranjando a expressão para deixar S em função da taxa de diluição.
Para o balanço de substrato.
Considerando
Considerando que o produto é obtido a partir do metabolismo energético e que a manutenção
é desprezível.
Considerando que e que a concentração de S dentro do reator é
praticamente igual a zero.
concentração de Biomassa dentro do Reator.
Observação: mesmo que a concentração de células permance virtualmente inalterada
, há aumento de biomassa total.
Esta é uma relação entre Biomassa e o tempo da batelada alimentada.