QUESTIONARIO DEMANDA E SUPRIMENTO (1)

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<p>IQ111 – Cinética enzimática</p><p>Nome/RA</p><p>Maressa de Oliveira Camillo - 290929</p><p>Mariana P. D. R. R. D’Ávila Meneguetti - 290746</p><p>Estudo de caso</p><p>Felix Garcia-Ochoa, Emilio Gomez, Victoria E. Santos, Jose C. Merchu. Oxygen uptake rate in microbial processes: An overview. Biochemical Engineering Journal 49 (2010) 289–307</p><p>Em dupla, analise o artigo acima e responda as seguintes questões:</p><p>1. Descreva com suas próprias palavras a necessidade de se avaliar a demanda e o suprimento de oxigênio.</p><p>Tendo em vista que o oxigênio é responsável pela sobrevivência de todos nós e é crucial para que todo o processo da biologia e da medicina aconteceça, na parte de um bioprocesso aeróbico, como estudado no artigo, ele é um substrato chave empregado para crescimento, manutenção e em outras rotas metabólicas, incluindo a síntese do produto. Logo, avaliar a sua demanda e suprimento é o mesmo que garantir que os níveis de oxigênio sejam adequados para as funções fisiológicas, promovendo a saúde e a eficácia em diversos cenários.</p><p>2. Quais os fenômenos envolvidos?</p><p>Nesse processo estão envolvidos os fenômenos de transporte de massa e difusão em um sistema gás-líquido-sólido.</p><p>Os fenômenos estão separados da seguinte forma:</p><p>i) Transferência do interior da bolha para a interface gás-líquido;</p><p>ii) movimentos através da interface gás-líquido;</p><p>iii) difusão através da película líquida relativamente estagnada que circunda a bolha;</p><p>iv) transporte através do líquido a granel;</p><p>v) difusão através da película líquida relativamente estagnada que circunda as células;</p><p>vi) Movimento através da interface líquido-célula; se as células estiverem em um f lock, clumporpartícula sólida, difusão através do sólido para a célula individual;</p><p>vii) transporte através do citoplasma até ao local onde se realizam as reacções;</p><p>viii) reacções bioquímicas que envolvem o consumo de oxigénio e a produção de CO2 ou de outros gases;</p><p>ix) Transferência dos gases produzidos no sentido inverso.</p><p>3. Defina OUR e OTR. Defina um modelo matemático que relacione esses dois parâmetros.</p><p>OUR: Oxygenuptake rate - Taxa de consumo de oxigénio</p><p>OTR: Oxygen transfer rate - Taxa de transferência de oxigênio</p><p>Modelo matemático: Determinação de OUR a partir de dados de perfil de concentração de oxigênio conhecendo OTR</p><p>Quando a taxa de transferência de oxigênio é conhecida, seja a partir de uma equação empírica ou usando um modelo preditivo e a concentração de oxigênio na fase líquida medido durante o curso da fermentação, a taxa de consumo de oxigénio durante o processo pode ser obtida a partir da Eq. (1), bem como:</p><p>Portanto, os valores experimentais de OURp podem ser calculados a partir do OTR (determinado a partir dos valores do coeficiente de transferência de massa volumétrica e do perfil de concentração de oxigênio) e os valores da derivada da concentração de oxigênio versus curva de tempo</p><p>4. Diferencie a velocidade específica de consumo de oxigênio e a taxa de consumo de oxigênio e relacione com as fases de crescimento celular.</p><p>A velocidade específica de consumo de oxigênio é a razão da quantidade de consumo de oxigênio pela massa enquanto a taxa de consumo de oxigênio é a quantidade consumida total.</p><p>A OUR é consecutivo ao OTR, e o passo mais lento é aquele que controla a taxa geral. No entanto, o consumo de oxigênio pode afetar o OTR. Em sistemas biológicos, onde a absorção de gás (oxigênio) é seguida por uma reação bioquímica, duas etapas podem controlar a taxa geral: a transferência de massa de gás para a fase líquida e a reação bioquímica nas células. Às vezes, o transporte de substratos para o microrganismo ocorre a uma taxa consideravelmente mais rápida do que a taxa das reações bioquímicas internas. No entanto, se o fenômeno da reação bioquímica for mais rápido do que a transferência de massa, o perfil de concentração do gás absorvido pode ser afetado pela reação bioquímica e a taxa de absorção no líquido pseudo-homogêneo ser aumentada porque o oxigênio é consumido enquanto se difunde no líquido.</p><p>5. Dentre as metodologias apresentadas para determinar OUR, qual seria recomendada por você? Apresente as vantagens e desvantagens.</p><p>As técnicas apresentadas para medir a taxa de consumo de oxigênio são:</p><p>(i) Balanço de massa por medição da concentração de oxigênio em fase gasosa de entrada e saída.</p><p>(ii) A técnica dinâmica.</p><p>iii) Técnicas baseadas no método do coeficiente de rendimento.</p><p>(iv) A partir dos dados do perfil de concentração de oxigênio, conhecendo OTR.</p><p>Eu recomendaria a número 4, a partir dos dados do perfil de concentração de oxigênio, conhecendo OTR, pois ela é bem simples e rápida porque os valores experimentais de OURp podem ser calculados a partir do OTR (determinado a partir dos valores do coeficiente de transferência de massa volumétrica e do perfil de concentração de oxigênio) e os valores da derivada da concentração de oxigênio versus curva de tempo. A desvantagem é que a taxa de transferência de oxigênio tem que ser conhecida para poder calcular.</p><p>6. Você encontrou alguma similaridade com os modelos cinéticos apresentados na aula anterior?</p><p>image1.png</p>