Lista 3 de Microbiologia_2013_2 (1)

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
ESCOLA DE QUIMICA
MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL EQB-353
LISTA DE EXERCICIOS 3 (24/10/2013) – entrega em 29/10/2013
NOME: __________________________________________
1a Questão) Um pesquisador da Escola de Química da UFRJ vem desenvolvendo um projeto de pesquisa intitulado “Avaliação do potencial de resíduos lignocelulósicos na produção de celulases por actinobactéria”. Em laboratório, ele instrui a um aluno de iniciação científica que preparar uma suspensão de esporos estoque (2,8 x 1010 UFC/mL) da estirpe Streptomyces viridobrunneus PESB-09 e mantenha em solução glicerol 20% a -20ºC. O orientador solicitou que ele estudasse duas diferentes condições de produção de celulase em biorreator (2L) como segue abaixo:
Condição 1: Fonte de Carbono = Palha de cana cominuída (2.0% p/v)
	 Fonte de Nitrogênio = Peptona (1.8% p/v)
 Agitação: 200 rpm	Temperatura: 30ºC		Aeração: 1.0 vvm
 Volume total: 2 L	Volume útil: 1,5 L		X0: 2,8 x 107 UFC/mL 
Condição 2: Fonte de Carbono = Palha de cana cominuída (2.0% p/v)
	 Fonte de Nitrogênio = Peptona (0.7% p/v)
 Agitação: 200 rpm	Temperatura: 30ºC		Aeração: 1.0 vvm
 Volume total: 2 L	Volume útil: 1,5 L		X0: 2,8 x 107 UFC/mL
Após montar o experimento, o aluno precisava avaliar os seguintes parâmetros: quantificação da atividade enzimática, verificação do pH ao longo do tempo e avaliação da produtividade.
2.345,01
1.989,05
1.886,02
1.795,98
De acordo com os resultados obtidos (demonstrados neste gráfico) e seu conhecimento prévio sobre enzimas, processos fermentativos e biomassa, responda:
A) Calcule a produtividade (Q) de ambas as condições e indique qual a deveria ser escolhida. Justifique
B) Avaliando a curva de formação de produto e o pH da cinética de produção, apresente hipóteses que possam explicar a queda da atividade enzimática a partir do 4º dia de fermentação.
C) É possível determinar a curva de crescimento do micro-organismo? Justifique exemplificando quando for o caso.
2a Questão) “A produção do etanol celulósico - o etanol produzido por fermentação a partir do bagaço de cana - pode finalmente ganhar escala industrial. Esse processo, que já é estudado há pelo menos uma década no mundo, pode aumentar em pelo menos um terço a produção de etanol no País, atualmente em 24 bilhões de litros, e tornar mais próxima a consolidação do mercado externo de biocombustíveis. São duas enzimas que devem baratear o processo de hidrólise das biomassas. "Já testamos a eficiência das enzimas em plantas de demonstração nos Estados Unidos, usando palha de milho. Agora, vamos comprovar a sua eficiência no Brasil, com o bagaço de cana", diz o presidente da empresa Novozymes América Latina, Pedro Luis Fernandes. ...” (O Estadão, 31/03/2010)
De acordo com este trecho de reportagem, falta pouco para que a produção de etanol celulósico no Brasil chegue a nível industrial. Baseado em seus conhecimentos sobre produção de etanol combustível, explique por que os custos do etanol celulósico ainda inviabilizam sua comercialização, indicando uma possível estratégia tecnológica para a redução do custo do produto.
3a Questão) Com relação às etapas de condução dos processos fermentativos, pergunta-se: Justifique suas respostas
qual(is) a(s) finalidade(s) da etapa de propagação do inóculo?
qual(is) operação(ções) unitária(s) é(são) usada(s) para garantir a pureza do cultivo? 
quais fatores devem ser monitorados durante a produção? 
4a Questão) Uma indústria produtora de fermento de pão avalia a qualidade de seu produto em laboratório pela medida do aumento de volume da massa do pão, em condições altamente padronizadas. O técnico do laboratório, no entanto, se enganou e no lugar de pesar 2g de açúcar pesou 20g, mantendo todas as outras condições inalteradas e rigorosamente dentro dos padrões estabelecidos. Pergunta-se: Justifique suas escolhas
(a) no teste de qualidade usado, qual o princípio científico empregado?
(b) que resposta você esperaria obter após a condução do teste efetuado pelo técnico?
(c) como você poderia quantificar a quantidade de fermento biológico adicionado ao processo?
5a Questão) Uma empresa produtora de levedura de panificação resolve usar matéria-prima local disponível para o processo: água de manipueira. Considerando essa alteração no processo, indique que etapas para o tratamento da matéria-prima viabilizariam tecnicamente essa mudança e como você conduziria o processo.
6a Questão) De acordo com a figura abaixo, indique qual a classificação do processo em cada caso e as implicações no desenvolvimento dos bioprocessos.
Taxas
7a Questão) O setor de compras da fábrica onde você trabalha adquiriu um lote de enzimas a ser utilizado no processo industrial. Na especificação de tal lote é apresentada apenas a concentração proteica. Uma vez que não é possível contactar o fabricante da enzima, como você procederia para poder utilizar este material no processo produtivo? Por que a informação dada pela empresa não foi suficiente?