Lista de cinética fermentativa

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
LISTA DE EXERCÍCIOS DE CINÉTICA FERMENTATIVA 
 
 
Q.01. Escherichia coli é usada para a produção de um hormônio recombinante. A 
bactéria cresce sob aeração em uma cultura em batelada contendo glicose como 
substrato limitante. A concentração celular e a concentração de substrato são 
determinadas em função do tempo e os resultados podem ser observados na Tabela 1. 
 
Tabela 1 – Concentração celular e a concentração de substrato em função do tempo 
durante a produção de um hormônio recombinante por Escherichia coli em reator 
batelada. 
Tempo (h) Concentração celular 
(Kg/m3) 
Concentração de 
substrato (Kg/m3) 
0,00 0,20 25,0 
0,33 0,21 24,8 
0,50 0,22 24,8 
0,75 0,32 24,6 
1,00 0,47 24,3 
1,50 1,00 23,3 
2,00 2,10 20,7 
2,50 4,42 15,7 
2,80 6,9 10,2 
3,00 9,40 5,2 
3,10 10,90 1,6 
3,20 11,60 0,2 
3,50 11,70 0,0 
3,70 11,60 0,0 
 
a) Qual o valor de μmáx? 
b) O crescimento celular apresenta fase lag? Qual o valor do tempo de geração? 
c) Qual o rendimento de substrato em biomassa? YX/S é constante? 
 
Q.02. O etanol já é utilizado como combustível, em grande escala no Brasil, Estados 
Unidos e em alguns países europeus e é esperado que seja o biocombustível renovável 
a dominar o setor de transporte dentro de 10 anos. A demanda mundial por esse 
combustível pode saltar dos 70 bilhões de litros atuais para 200 bilhões de litros até 
2020 se forem cumpridas as metas. Uma forma de produzir o etanol é através da 
fermentação da glicose pela levedura Saccharomyces cerevisiae. 
Pede-se: 
 
a) Construa o gráfico de X, S e P com o tempo. 
b) Na curva X versus o tempo, identifique as fases de crescimento celular. 
c) Calcule o valor da velocidade específica máxima de crescimento (µmax). 
d) Determine as velocidades específicas µx, µs e µp com o tempo e construa um 
gráfico. 
e) Verifique qual o tipo de metabolismo. 
f) Determine os rendimentos YP/S, YX/S e YX/P globais. Eles são constantes durante o 
processo? E qual seria o rendimento máximo YP/S com base na estequiometria? Dica: 
Considerando esse rendimento apenas para a produção celular e não o que 
consideramos a manutenção celular. 
g) Qual a eficiência desse processo? 
h) Essa cinética obedece a Monod? 
 
Tabela 2: Dados do ensaio de produção de etanol por Saccharomyces cerevisiae. 
Tempo (h) X (g/L) S (g/L) P (g/L) 
0 0,41 136,0 2,7 
1 0,82 130,0 2,8 
2 1,14 131,0 3,1 
3 1,72 134,0 3,4 
4 2,57 130,0 4,8 
5 4,01 120,0 6,8 
6 4,68 106,0 8,4 
7 6,6 100,0 11,7 
8 9,51 69,8 15,4 
9 12,6 47,5 23,0 
10 12,3 18,3 28,1 
11 14,2 0,8 38,2 
12 15,2 0,0 37,7