1ª LISTA DE EXERCICIOS DE ENGENHARIA BIOQUIMICA 2 -2014-2

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1ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE ENGENHARIA BIOQUÍMICA 2 
Prof. Ana Rosa Martins 
Setembro/2014 
 
1. Em uma fermentação batelada a volume constante foram obtidos os seguintes dados experimentais: 
t(h) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 
X(g/L) 1 1,1 1,6 2,5 3,8 5,9 7 7,9 8,5 8,5 9,3 9,6 9,5 9,3 
 
 
a) Identificar as diversas fases de crescimento do microorganismo. 
b) O tempo que o microorganismos leva para duplicar a sua massa na fase exponencial de crescimento. 
c) A produtividade máxima em células que pode ser obtida desse processo. 
 
2. Considere que a concentração de carboidratos no suco de maça é de 12,2% (m/m). Supondo uma 
extração com 75% de eficiência. Quanto 1 tonelada de maça produziria de volume de etanol? Você 
considera que há necessidade de diluir o mosto? 
 
 
3. Numa fermentação alcoólica em que se partiu de um mosto contendo 120 g/L de glicose, verifica-se 
que o mosto fermentado ainda contém 2g/100mL e apresenta uma concentração de etanol de 
48g/L. Após os processos de separação por destilação e de purificação por retificação, verificou-se 
que cada litro de mosto conduziu a 40 g de etanol anidro. 
a. Determine o rendimento e a eficiência do processe fermentativo? 
 
4. Em equilíbrio e sob pressão de 1 atm e temperatura ambiente, a água apresenta um concentração 
de saturação de oxigênio de 8 mg/L. Suponha um caldo fermentativo com uma produção de 
levedura com concentração de 20g/L de biomassa com uma velocidade específica de 0,3 
gO2/g.células.h. Qual a demanda de oxigênio? Quantas vezes a demanda é maior que a solubilidade 
de oxigênio nesse sistema? 
 
5. Numa fermentação alcoólica, no regime de batelada convencional foram empregados 200kg de 
mandioca, sabe-se que na operação de lavagem e descascamento reduz-se a massa em 10% do peso 
inicial. O material restante é submetido à hidrolise enzimática e gera uma massa de 120kg de açúcar 
fermentescíveis. Estes açucares foram fermentados pela Saccharomyces cerevisiae, após fortificação 
conveniente do mosto , e originando uma concentração de etanol do mosto de 60 g/L. O rendimento 
da fermentação foi 0,48 (gramas de etanol por grama de glicose utilizada) e ao final da fermentação 
não foi detectado açúcar residual. Com base nos dados acima pergunta-se: 
a. A que volume de mosto a massa de açucares foi diluída para sofrer fermentação? 
b. Quais enzimas poderiam ser empregadas na hidrólise? E que condições seriam consideradas 
ótimas para sua atuação? 
 
6. Uma planta produtora de álcool opera com biorreatores de 250 m3, contendo 225 m3 de mosto. A 
matéria prima é melaço (50% p/p em ART) e, durante seu beneficiamento, há perdas de 2% em peso 
de melaço. As concentrações inicial e final de ART no meio são de 150 g/L e 2g/L, respectivamente, 
sendo o fator de ART em etanol igual a 0,49 g de etanol/g ART consumido. Durante a destilação, há 
perdas de 8% em peso de etanol. 
Com base nestes dados, calcular: 
a) A eficiência do bioprocesso 
b) A quantidade de melaço gasta por biorreator no preparo do meio 
c) A eficiência da planta. 
 
 
7. Uma unidade produtora de etanol necessita de 20 toneladas de matéria prima por dorna de 
fermentação. O rendimento da moagem é de 50% em massa. O mosto apresentou concentração de 
açucares totais de 15º Brix. O processo foi conduzido em batelada convencional, não houve 
detecção de açucares residuais e a eficiência da fermentação por Saccharomyces cerevisiae foi de 
90%. Sabe-se que a concentração celular ao final do processo foi de 20g/L, que não houve fase LAG, 
que a velocidade específica de crescimento da levedura foi de 0,045h-1 e que a fermentação 
terminou ainda na fase exponencial de crescimento, decorridas 28 horas de fermentação. 
 
a. Qual o rendimento, a eficiência e a produtividade do processo fermentativo. 
 
 
8. Considere um processo fermentativo conduzido em batelada convencional cuja concentração celular 
é 2x 109 células/mL, o que corresponde em peso seco a 0,001 g/mL. Determine a concentração 
celular, e de produto, após decorrido 2880 minutos de fermentação, considerando que o tempo de 
geração do microorganismos é de 12 horas, que o rendimento (produto/substrato) é 0,65 e que 
foram consumidos 130 g/L de substrato limitante. Supor que NÃO há fase LAG no processo.