Aula 03 - Materiais para confecção de Biorreatores

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Biorreatores 
Matérias Primas 
 
Marcelo Paz 
A definição da matéria prima para 
confecção de Biorreatores depende 
principalmente do tipo de processo, se 
dividindo em: 
• Sistema não asséptico: Onde não é absolutamente 
necessário se operar com culturas inteiramente 
puras (vinho, sistemas de tratamento de efluentes, 
etc); 
 
• Sistema asséptico: Onde as condições de assepsia 
são pré-requisitos para a formação do produto com 
sucesso; 
Outro fator que interfere no material 
escolhido é o design do biorreator: 
Este depende de um número de fatores que incluem: 
• Tipo de células; 
• Tipo de reação metabólica; 
• Informação sobre a transferência de massa e calor; 
• Viscosidade e homogeneização; 
• Tipo de biorreator (STR, Plug- flow, com células 
imobilizadas, etc); 
• Tamanho. 
 
Outro fator que interfere no material 
escolhido é o design do biorreator: 
 
Tamanhos: 
• Frascos agitados (erlenmeyers): de 100 a 1.000mL 
• Fermentadores de bancada: de 1 L a 30L 
• Fermentadores piloto ou pré-fermentadores: de 100 a 
1.000 L 
• Fermentadores industriais: de 1.000 a acima de 
1.000.000L 
 
Também podem ser bandejas, garrafas (fermentação 
sólida), colunas (imobilização células ou enzimas). 
 
Características dos materiais: 
 Todos os materiais que estão em contato com as 
soluções ou com a cultura do organismo devem ser 
resistentes à corrosão para prevenir a contaminação 
do processo com traços de metais; 
Não podem ser tóxicos pois se houver alguma 
dissolução do material ou componente não haverá 
inibição do crescimento da cultura; 
Inspeção visual do meio e cultura é uma vantagem, 
por isso deve haver materiais transparentes quando 
possível 
 
Características dos materiais: 
 O sistema de agitação, portas de entrada e de saída 
devem ser rígidas o suficiente para não deformar ou 
quebrar sob estresse mecânico; 
Materiais precisam suportar repetidas esterilizações 
por vapor em alta pressão; 
O reator deve ter as superfícies internas polidas e 
todas as suas conexões, na medida do possível, 
devem ser soldadas e não rosqueadas; 
 
Materiais utilizados em Biorreatores: 
1. Madeira (carvalho, grapia, pereira, etc): Indústria de bebidas; 
2. Cimento: (utilizado em destilarias de produção de aguardentes 
e para esterqueiras); 
3. Vidro (borossilicato) usado também na instalação de visores, 
muito utilizado em escalas até o tamanho piloto; 
4. Aço Carbono formado de ferro + carbono: utilizado nos 
primeiros reatores empregados na produção de penicilina. Não 
é mais utilizado devido à dificuldade de limpeza e 
contaminação do produto; 
5. Aço inoxidável AISI* 304, 304L, 316 ou 316L, 321 às vezes 
306, 430 *(American Iron and Steel Institute); 
Outros materiais 
• Fibra de vidro: utilizado em especial para tratamento 
de efluentes orgânicos, baixo custo; 
• Cobre (utilizado em cervejarias, as leveduras são 
resistentes ao metal em até 30ppm); 
• Alumínio: raramente utilizado pois reagentes podem 
atacá-lo; 
• Níquel: apresenta elevada resistência à corrosão; 
• Titânio: apresenta alto custo; 
• Plásticos–resistentes à corrosão, mas alguns não 
resistem muito a solventes (polietileno, polipropileno 
(plástico de tábuas de carne), PVC rígido...) 
1 - Madeira 
2 - Cimento 
2 - Cimento 
3 - Vidro Borossilicato 
4- Aço Carbono 
5- Aço Inox 
5 - Aço Inox: escala Piloto 
5 - Aço Inox: escala Piloto 
5 - Aço Inox: escala Piloto 
5 - Aço Inox: escala industrial 
5 - Aço Inox: escala industrial 
5 - Aço Inox: escala industrial 
6 – Outros materiais 
Policarbonato 
Fibra de Vidro 
6 – Outros materiais 
UASB de Fibra de 
Vidro 
Sistema de 
fossas em Fibra 
de Vidro