EXERCÍCIO 2

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EXERCÍCIO 2
Considere os dados experimentais abaixo, obtidos com esporos de Bacillus stearothermophilus, sujeitos a temperatura de 105˚C.
	T (minutos)
	N
	25
	8,5.104
	50
	3,5.104
	100
	6,0.103
	200
	2,0.102
	250
	40
A partir desses dados encontre a constante de velocidade de destruição térmica do microrganismo e o referido tempo de redução decimal.
Um dado volume de meio é esterilizado. Inicialmente está contido neste meio 2,5.1010 microrganismos vivos. Calcule os tempos de esterilização para que as probabilidades de falhas sejam:
20%
10%
1% 
Considere k=3,4 min-1
Considere os valores experimentais abaixo, de esterilização descontínua de um mosto fermentativo.
	Aquecimento
	Resfriamento
	Tempo (min)
	Temperatura (˚C)
	k (min-1)
	Tempo (min)
	Temperatura (˚C)
	k (min-1)
	20
	75
	
	0
	120
	
	30
	87
	
	2
	114
	
	40
	97
	
	4
	109
	
	50
	105
	
	6
	105
	
	60
	112
	
	8
	101
	
	70
	116
	
	10
	97
	
	80
	120
	
	15
	88
	
	
	
	
	20
	80
	
Dados:
Volume do mosto: 100 m3 (105L)
Concentração de microrganismos vivos no mosto: 7,2.109 células/L
Temperatura de esterilização: 120˚C
Temperatura mínima letal: 80˚C
Probabilidade de falha: 0,1%
Variação de k (min-1) com T (˚C): k=6,04.10-11.e0,200.T
Preencha os valores das constantes de velocidade de destruição térmica na Tabela.
Plote um gráfico da constante de velocidade de destruição térmica versus tempo para a fase de aquecimento e resfriamento e encontre a equação que relaciona essa constante com o tempo em cada fase.
Calcule o tempo de esterilização descontínua.
Considerando que o mesmo mosto da questão anterior seja submetido a uma fermentação contínua nas mesmas condições operacionais, determine o tempo de esterilização.
Dado um processo de esterilização contínua calcule as dimensões do tubo necessárias para que o mosto seja esterilizado em 3,5 min.
Dados:
V=100 m3
te=4 horas
ρ=1,06 g/cm3
µ=0,55 cp = 5,5.10-3p
Re=40.000
Observe o gráfico abaixo, em que cada equação se refere à relação entre a taxa específica de morte (k) de uma espécie de microorganismo encontrada em um meio de cultivo específico submetido ao tratamento térmico por calor úmido e a temperatura (T) (Gráfico de Arrhenius). Considerando que:
Constante dos gases perfeitos: R = 8,31
Equação ajustada 1: ln K = (-3,2/T + 4,6) 
Equação ajustada 2: ln K = (-1,2/T + 2,2)
Calcule o valor adimensional da energia de ativação de cada um dos processos de esterilização representados pelas equações 1 e 2.
Calcule o tempo necessário para esterilização de B. stearothermophilus a 121˚C dos meios A e B. (k=1,535 min-1; N0=2.109 cél/L; V=2L)
Meio A: É necessário que a cada 1.000 operações, no máximo 3 apresente uma célula viável.
Meio B: É necessário que a cada 1.000.000 operações, no máximo 1 apresente uma célula viável.