Biotecnologia Industrial - Vol 2 - Willibaldo Schmidell

Biotecnologia Industrial - Vol 2 - Willibaldo Schmidell


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Mauá 
Departamento de Engenharia Química 
e de Alimentos 
Praça Mauá, 1 
09580-900, São Caetano do Sul, SP, 
Brasil . 
Vanildo Luiz Del Bianchi 
Professor Doutor 
Universidade Estadual Paulista 
Intituto de Biociê~cias, Letras e 
Ciências Exatas 
Rua Cristovão Colombo, 2265 
15054-000, São José do Rio Preto, SP, 
Brasil 
Walter Borzani 
Professor Pleno 
-.,...__. ___ . 
Centro Universitário do Instituto Mauá 
de Tecnologia 
Escola de Engenharia Mauá 
Departamento de Engenharia Química 
e de Alimentos 
Praça Mauá, 1 
09580-900, São Caetano do Sul, SP, 
Brasil 
Willibaldo Schmidell 
Professor Titular 
Universidade de São Paulo 
Escola Politécnica 
XIII 
Departamento de Engenharia Química 
Caixa Postal, 61548 
05424-970, São Paulo, SP, Brasil 
( 
XV 
caN 
1 ENGENHARIA BIOQUÍMICA: UMA APLICAÇÃO SUl GENERIS 
DA ENGENHARIA QUÍMICA .................... ................................................................ 1 
Literatura recomendada .................. ....... .. : .. .... .. ... ..... .. ................... ................. 3 
2 MICRORGANISMOS E MEIOS DE CULTURA PARA UTILIZAÇÃO 
INDUSTRIAL ..................................................................................................................... 5 
2.1 Introdução ...... ....... ...................... ............ ..... ....... .. ... ... ... .......... .... .. ............. .... ....... 5 
2.2 Fontes de microrganismos de interesse .. ........ ...... ... ................... ..................... .. 7 
2.3 Características desejáveis de microrganismos e meios de cultura 
para aplicação industrial ............. ......... ................... ......... .. ... ........ .. .... ..... ... : ..... 10 
2.4 Considerações finais ........ ............................................ ... ..... .. .............. .. ............. 18 
Referências bibliográficas ·· ··· ·····:··········· ··· ·· ···· ····· ······ ·· ... ···································· 18 
ESTERILIZAÇÃO DO EQUIPAMENTO ............................................................... 19 
3.1 Introdução ............................................................................................................ l9 
3.2 Terminologia e modo de atuação ...................... ... ................... .. ....................... 20 
3.3 Esterilização por agentes físicos .............................. ......................................... 25 
3.4 Esterilização e desinfecção por agentes químicos ............... ... ........... .. ........ .. 33 
Referências bibliográficas ....... ........................................... ... : ...... ...................... 38 
ESTERILIZAÇÃO DE MEIOS DE FERMENTAÇÃO POR 
AQUECIMENTO COM VAPOR . ............... :: ... ......................................................... 39 
4.1 Introdução ............................................................................................................ 39 
4.2 Descrição sumária dos processos de esterilização por calor úmido ........... 40 
4.3 Cinética da destruição térmica de microrganismos ....... .. ................... ........... 45 
4.4 Destruição de nutrientes do meio corno conseqüência da esterilização .... 51 
4.5 Considerações geràis a respeito do cálculo do tempo de esterilização ...... 53 
4.6 Cálculo do tempo de esterilização por processo descontínuo ..................... 56 
4.7 Cálculo do tempo de esterilização por processo contínuo ........................... 60 
Literatura recomendada ....... .. ... .... .. ....... .. ................... .. .. ..... ..................... ..... .. . 62 
ESTÉRILIZAÇÃO DE AR.········ · ·· ···· · · · · · · ········· · ·· · ·· · · ·· ·· · · · ·· · ·· ·· ·· : ····· ···· · ··········· ·~!: .. ......... 63 
5.1 Introdução .. .................. ........... : ... ................. .... .... .. ..... ......................................... 63 
5.2 Aerossóis microbianos .................................. ... ... ... ......... .. ............... .... .. ....... .. ... . 64 
5.3 Arnostradores ...................................................................................................... 65 
5.4 Métodos para a esterilização de ar ... ... .. .. ......................... ... ........................ ... .. 75 
5.5 Considerações finais .................. .... ........... .. .. : ..................... : .. ................. ... .... ..... 90 
Referência.s biliográficas ........... ... .................... .. .............. ... ............... .. ..... ......... 90 
XVI · 
6 CINÉTICA DE PROCESSOS FERMENTATIVOS . ............. ........................... ..... 93 
6.1 Introdução ... .. ............. ..... .. ..... · .................. ; ........................................................... 93 
6.2 Parâmetros de transformação ·· ···· ··· ·· ··········· ······ ······ ······ ·· ····'········· ················· ·· 95. 
6.3 Cálculo das velocidades .... ..... ... .... .. .. ......... .. ........................... ................ ........ 101 
6.4 A curva de crescimento microbiano ........................... ... ............. .................... 103 
6.5 Classificação dos processos fermentativos ... ................ ............. ............ ....... 107 
6.6 Influência da concentração do substrato sobre a velocidade 
específica de crescimento ....................... .. ... .. .. ... .. .. ............. ...... ............ .......... 110 
Apêndice ...... .. ... .......... ..... .. ............ ... ...................... .. ........ .. ... ..... ............. ........ .. 114 
Referências bibliográficas ........ .......... .. .. .. ... .......................... .. .. .... .... ............. .. 121 
7 MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO DE PROCESSOS 
FERMENTATIVOS . .. ............ .... ............... ............. ....... ............................................. ... 123 
7.1 Introdução ........ ..... ...... ........ .. ....... .. .. .. ... .. ................. .......................................... 123 
7.2 Formulação dos modelos matemáticos de processos fermentativos ...... .. 124 
7.3 Ajuste de parâmetros do modelo formulado .. .... .......................... ............... 148 
7.4 Avaliação do modelo matemático ...... .. .... ....... .. .................................... ........ . 164 
7.5 Simulação de processos fermentativos ...... ..... ................. .............................. 172 
Referências bibliográficas ..... .................... .................. , ........... .. .... .. .. .. .......... .. . 175 
8 BIORREATORES E PROCESSOS FERMENTATIVOS . ... .. ... ......................... 179 
8.1 Introdução .......... ................. .. ........ ......... ... .......... ...................... ... .. ................... . 179 
8.2 Classificação dos biorreatores ·· ······ ···· ··· ··············:······ ······ ······ ·· ····· ····· ············· 180 
8.3 Formas de condução de um processo fermentativo ............................. ....... 185 
8.4 Exemplos de comparação de desempenho de biorreatores ....................... 189 
Referências bibliográficas ... .. ... ...... .... .................... ................................ ....... ... 190 
· 9 FERMENTAÇÃO DESCONTÍNUA . ... .. ... ........ . : ............... .... ... ...... .. .. ... ........ ......... 193 
9.1 Introdução ..... .. ......... ...... ..... ....... .......... .. .. ........... .. ... .... ... ... .. .......... ... ... ... .... ....... 193 
9.2 · Inóculo .................. ..... .. ..... ... .. ... .............. ... ...... ... .... ........................... ..... .. ....... ... 194 
9.3 Mosto .. .......... .................................... .. ... ....... .. .. ... ...... ... ... ......... .. ............. .. ......... 196 
9.4 Classificação ................... ............... ..... .. .......... ..... ..... ....... ..... .. .... ....................... 199 
9.5 Número de domas .... ... ...........................