Aula 5_ Formas de condução de bioprocessos_2021 1_1

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Profª Ana Katerine de Carvalho Lima Lobato
Engenharia Bioquímica
AULA 5
 Fermentação Descontínua
 Fermentação Descontínua Alimentada
 Fermentação Semicontínua
 Fermentação Contínua
Forma ideal de 
operação
Características do MO
Meio de 
cultura
Objetivos 
específicos
Viabilização do processo 
fermentativo
Fermentação Descontínua ou Batelada
Operação
Uma suspensão celular é adicionada a um meio 
de cultivo e o processo é transcorrido, sem 
adição de meio novo, nem retiradas de meio 
fermentado durante o processo.
Adicionado ao reator: ar, antiespumante, solução para controle do pH
Características
➢Volume do biorreator permanece constante se
 Não houver adição de soluções para o controle do processo
 Perda de líquido por evaporação
➢Variação das concentrações ao longo do tempo
• Fornece conhecimento básico da cinética do processo
• Base para comparações de eficiências atingidas
t t
Vantagens
➢Menor risco de contaminação
 Esterilização ao final de cada batelada
➢Baixa complexidade operacional
➢Flexibilidade de operação
 Diferentes produtos
 Mais utilizado na indústria de alimentos
Desvantagens
➢Baixos rendimentos ou produtividade
 Inibição, repressão ou desvio do metabolismo celular devido a  [S]i
 Esgotamento do meio de cultivo
 Acúmulo de compostos tóxicos
 Degradação do produto
➢Tempos mortos
 Carga/descarga/lavagem/esterilização
Classificação (BORZANI, 1975) (modo de inoculação)
Com um inóculo por tanque
Com recirculação do microrganismo
Processo por meio de cortes
Descontínuo simples
➢ Preparação do substrato
➢ Alimentação do substrato no
fermentador
➢ Adiciona o MO (Inóculo)
➢ Aguarda o processo ocorrer
➢ Retira o meio fermentado
➢ Recuperação
➢ Purificação do produto
Problemas previstos
Inibição pelo substrato, produto ou outros metabólitos
Razões
Repressão na síntese de enzimas e a desidratação dos sistemas enzimáticos
Inóculo
Meio 
fermentado
Meio de cultura
Batelada repetida
➢Encerrar a batelada
➢Efetua-se a separação das 
células
• Centrifugação
• Sedimentação no próprio reator
➢Envia-se o meio fermentado
➢Recuperação
➢Purificação
Meio 
fermentado
Inóculo
Meio 
fermentado
com células
Células
Centrífuga
Vantagem
Evita o preparo de um novo inóculo para cada batelada
Redução de custos e tempo para obtenção de altas concentrações celulares
Cuidados
Risco de contaminação – Pré-tratamento (água e ácido sulfúrico)
Cervejarias
Destilarias de álcool
Meio de cultura
 Inocula a dorna A
 Qdo a fermentação atinge
um determinado estágio
 Transfere parte do conteúdo
para a dorna B (vazia)
 Completa as duas com meio
de cultivo
 Nova fermentação
 Separação
 Purificação
Tempo do corte
Na fase de crescimento mais intenso – propagação do inóculo
Após o término do processo fermentativo
Desvantagem
Sucessão de cortes pode acarretar em sérias quedas de rendimento
Inóculo
Meio 
fermentado
Meio de cultura
A B
Processo por meio de cortes
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada simples
Fi
Xi, Si, Pi
Ff
Xf, Sf, Pf
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada simples
Fi
Xi, Si, Pi
Ff
Xf, Sf, Pf
Balanço para células
V=cte
Fi=Ff=0
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada simples
Fi
Xi, Si, Pi
Ff
Xf, Sf, Pf
Balanço para células
V=cte
Fi=Ff=0
OBS: Considerando a 
morte celular
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada simples
Fi
Xi, Si, Pi
Ff
Xf, Sf, Pf
V=cte
Fi=Ff=0
Balanço para substrato
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada simples
Fi
Xi, Si, Pi
Ff
Xf, Sf, Pf
V=cte
Fi=Ff=0
Balanço para produto
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada simples
X
dt
dX
X .=
Fi
Xi, Si, Pi
Ff
Xf, Sf, Pf
ffxii XFVrXF
dt
XVd
...
).(
−+=
Balanço para células
V=cte
Fi=Ff=0
rX=X.X
Balanço para substrato
ffSii SFVrSF
dt
SVd
.).(.
).(
−−+= rS=S.X
X
dt
dS
S .−=
Balanço para produto
ffPii PFVrPF
dt
PVd
...
).(
−+= rP=P.X
X
dt
dP
P .=
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Exercício 1. Células do tipo Nicotiana tabacum são cultivadas em
condições de elevada densidade celular para produção de polissacarídeo.
Para tal, um reator tipo tanque agitado é utilizado, como volume inicial de
100L. A taxa específica máxima de crescimento celular é 0,18 d-1 e o
rendimento de biomassa a partir do substrato limitante no meio é 0,5 g.g-
1. A concentração de substrato limitante no meio é inicialmente de 3%
(m/v). O reator é inoculado com 150g de células e operado em modo
batelada até que a concentração do meio de cultura com a mesma
concentração de substrato seja virtualmente esgotada. Considere que a
formação de produto está associada ao metabolismo energético e que o
consumo de substrato para atividades de manutenção é desprezível.
Estime o tempo de processo operando em batelada e a concentração de
biomassa ao final da fermentação.
Exercício 1.
Fermentação Descontínua Alimentada 
ou Batelada Alimentada
Operação
Um ou mais nutrientes necessários ao crescimento 
celular e/ou formação do produto são adicionados ao 
biorreator, intermitentemente ou continuamente, sem 
que ocorra retirada de material durante a 
fermentação.
“Fed batch”, batelada alimentada
Meio 
fermentado
Meio Inóculo
➢ Introduz o inóculo (10-20% Vútil)
➢ Alimenta o meio de cultura a uma 
vazão adequada
➢ Mantendo o líquido fermentado no 
reator até Vútil
➢ Retira o caldo fermentado
➢ Separação
➢ Recuperação
Características
➢Um ou mais nutrientes são adicionados ao fermentador
durante o cultivo
➢Os produtos permanecem até o final da fermentação
➢A vazão de alimentação pode ser constante (contínua) ou
variar com o tempo (intermitente)
➢O volume do reator pode ou não variar (depender da
concentração do substrato e da taxa de evaporação do
sistema)
• Devido a flexibilidade de utilização de diferentes vazões de alimentação
• É possível controlar a concentração de substrato no fermentador
• Possibilitando o deslocamento do metabolismo microbiano para uma 
determinada via metabólica - levando ao acúmulo de um produto específico
Vantagens
➢Permite alta concentração de substratos indutores
➢ Impede o efeito de repressão catabólica
➢Mantém baixa concentração de substratos inibitórios para 
formação de produto
➢Permite obtenção de alta concentração celular
Desvantagens
➢Maior risco de contaminação
➢Maior necessidade de controle do processo (adição de nutrientes)
➢Mudanças constantes na condições ambientais
➢Possível degradação do produto devido a longos tempos de 
processo
Finalidades
➢Minimização dos efeitos do controle do metabolismo celular
 Regulação dos fenômenos de repressão e indução catabólica
➢ Prevenção da inibição por substrato (X) ou precursores (P)
 Controle da vazão de alimentação evitando o trabalho em condições inibitórias
➢Minimização da formação de produtos de metabolismo tóxicos
 Controlando a velocidade de crescimento celular
➢ Superação de problemas frequentes de manutenção da estabilidade em 
processo contínuo
 Contaminação, mutação e instabilidade de plasmídeo
➢Adequação do processo fermentativo a condições operacionais
 Evitar a formação de espuma, instabilidade de nutrientes, reposição de líquidos 
perdido por evaporação
➢ Estudo da cinética de processos fermentativos
 Manutenção de baixos níveis de substrato por longos períodos favorece a 
estimação de parâmetros cinéticos
 Manutenção da concentração celular constante e controle da velocidade de 
crescimento em condições transientes
Classificação ou ajustes
Descontínuo alimentado repetitivo
Descontínuo alimentado estendido
Descontínuo alimentado repetitivo
➢ Fração constante de volume de cultura é removida a intervalos 
de tempos fixos
➢ Recolocando o mosto para completar o volume de fermentação
➢ Enchimento e esvaziamentos repetitivos de V específicos –
operação cíclica de V
Aproveitar como inóculo o MO que está crescendo com alta 
velocidade de crescimento e de trabalhar com células que 
estão na fase produtiva por maistempo, levando ao 
aumento de produtividade do sistema 
Descontínuo alimentado estendido
➢ Concentração de substrato limitante é mantida constante no 
meio de fermentação pelo suprimento contínuo do nutriente
Estender o período de fermentação, mantendo níveis de 
concentração de substrato no biorreator adequados para 
que as células continuem com a atividade fermentativa 
direcionada para a formação do produto desejado
Classificação (quanto ao modo de alimentação)
➢Com controle por retroalimentação
 O substrato pode ser controlado (controle direto ou indireto) em
função de sua concentração no meio de fermentação
➢Sem controle por retroalimentação
 O suprimento do substrato é feito intermitentemente ou de
forma ininterrupta até o final da fase de enchimento da dorna
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada alimentada
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
F
Sm
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada alimentada
Balanço para células
V=variável
Fi=Ff=0
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
F
Sm
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada alimentada
V=variável
Fi=Ff=0
Balanço para substrato
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
F
Sm
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada alimentada
V=variável
Fi=Ff=0
Balanço para produto
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
F
Sm
Balanços cinéticos dos cultivos em batelada alimentada
XD
dt
dX
X ).( −= 
ffxii XFVrXF
dt
XVd
...
).(
−+=
Balanço para células
V=variável
Fi=Ff=0
rX=X.X
dV/dt =F
F/V=D
Balanço para substrato
rS=rX/yX/S
rX=X.X
dV/dt =F
F/V=D
X
y
SSD
dt
dS
x
SX
m .
1
)( −−=
Balanço para produto
ffPii PFVrPF
dt
PVd
...
).(
−+= rP=P.X
dV/dt =F
F/V=D
DPX
dt
dP
P −= .
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
F
Sm
ffSmii SFVrSFSF
dt
SVd
.).(..
).(
−−++=
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Exercício 2. Considere que ao final da batelada do exercício 1,
quando ocorre a exaustão do substrato, inicia-se a alimentação do meio
de cultura com a mesma concentração de substrato que a operação em
batelada, com vazão de 4L.d-1. A operação em batelada alimentada é
conduzida durante 40 dias. Qual a massa final de células no reator?
Exercício 2.
Fermentação Semicontínua
Operação
Consiste na retirada de parte do caldo 
fermentado ao final do processo (esgotamento 
da fonte de carbono). A fração de meio que fica 
é utilizada como inóculo da próxima batelada.
Fermentação Semicontínua
➢Coloca no reator o meio de
cultura e o inóculo
➢Aguarda o término da
fermentação
➢Retira parte do meio fermentado
➢Adiciona ao reator um volume de
meio de cultura igual ao volume
do meio retirado
➢Repete todo o processo enquanto
não houver queda de
produtividade
Fermentação Semicontínua
Inóculo
Meio 
fermentado
Meio de cultura
Características
➢ O meio fermentado não retirado do fermentador serve de
inóculo ao meio de fermentação adicionado
➢ Tanto os fluxos de entrada do meio no reator quando o de
saída de material fermentado são intermitentes e a uma vazão
elevada
Fermentação Semicontínua
t
Diferença entre semicontínua e descontínua alimentada repetitiva
Vazão de retirada e preenchimento do reator -
Preenchimento instantâneo
Fermentação Semicontínua
Técnica distinta
Operação por choques de carga de substrato
 Meio fermentado é submetido a centrifugação
 Células volta ao reator juntamente como meio de cultura
Meio 
fermentado
com células
Células
Centrífuga
Meio de culturaInóculo
Vantagens
➢Possibilidade de operar o fermentador por longos
períodos (às vezes, alguns meses) sem que seja
necessário preparar um novo inóculo
➢Possibilidade de, uma vez conhecidas as melhores
condições de operação, conseguir produtividade
significativamente maior do que a obtida em processo
descontínuo
Fermentação Contínua
Operação
Caracteriza-se por possuir uma alimentação 
contínua do mosto a uma vazão constante, sendo 
o volume de reação mantido constante através da 
retirada contínua do caldo fermentado
Características
➢A manutenção do V = cte de líquido no reator é de primordial
importância → a condição de estado estacionário ou regime
permanente
➢Considera-se agitação perfeita – sistema homogêneo
➢ [X,S,P] no líquido efluente = [X,S,P] no interior do reator
➢Pode operar por longos períodos de tempo em estado
estacionário
➢A manutenção do V = cte é obtida com FA = FD (impossível de
se obter na prática) – mais utilizado o sistema de
transbordamento
➢Outro problema na manutenção do V = cte , principalmente em
processos aerados, é a formação intensa de espuma – utilização
de antiespumantes, sistemas mecânicos de quebra de espuma
Vantagens
  produtividade do processo -  tempos mortos
 Uniformidade do fermentado – facilita o downstream
 Manutenção da fisiologia do MO – mecanismos de regulação
metabólica e otimização da composição de meio de cultura
 Possibilidade de associação com outras operações contínuas na
linha de produção
 Maior facilidade no emprego de controles avançados
 Menor necessidade de mão-de-obra
 Minimização das condições de inibição (S e P)
Desvantagens
 Alto custo de instalação
 Ocorrência de mutações genéticas espontâneas - seleção de
mutantes menos produtivos
 > Probabilidade de contaminações
 Dificuldades de manutenção de homogeneidade no reator
◦ ( F ou fermentado tem comportamento pseudo-plásticos - cultivo de fungos
filamentosos)
 Dificuldades de operação em estado estacionário
◦ (formação de espuma, crescimento do MOs nas paredes do reator e nos
sistemas de entrada e saída de líquidos)
Classificação
Contínuo em um único estágio
- Sem reciclo de células
- Com reciclo de células
Contínuo em múltiplos estágios
- Com uma única alimentação (s/ ou c/ reciclo de células)
- Com múltiplas alimentações (s/ ou c/ reciclo de células)
Sem reciclo de células
➢Carrega-se o reator com meio
de cultura
➢ Inocula-se com o MO
➢Após um período de operação
descontínua (até atingir a fase
exponencial de crescimento –
Xmáx nessa fase )
➢ Inicia-se a alimentação do meio
de cultura e retirada de caldo
fermentado
F
S0
X0
(P0)
F
S
X
P
Meio de culturaInóculo
Balanços cinéticos dos cultivos contínuos
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
Balanços cinéticos dos cultivos contínuos
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
Balanço para células
V=cte
Fi=Ff=F
Meio de cultura esterilizado Xi=0
Regime estacionário
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Balanços cinéticos dos cultivos contínuos
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
V=cte
Fi=Ff=F
Meio de cultura esterilizado Xi=0
Regime estacionário
Balanço para substrato
Balanços cinéticos dos cultivos contínuos
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
V=cte
Fi=Ff=F
Meio de cultura esterilizado Xi=0
Regime estacionário
Balanço para produto
Balanços cinéticos dos cultivos contínuos
XD =
Fi
Si, Xi, Pi
Ff
Sf, Xf, Pf
ffxii XFVrXF
dt
XVd
...
).(
−+=
Balanço para células
V=cte
Fi=Ff=F
Meio de cultura esterilizado Xi=0
Regime estacionário
rX=X.X
F/V=D
dX/dt=0
Balanço para substrato
ffSii SFVrSF
dt
SVd
.).(.
).(
−−+=
rS=S.X
S=X/yX/S
F/V=D= X
dS/dt=0
( ) X
y
SS
SX
fi .
1
=−
Balanço para produto
ffPii PFVrPF
dt
PVd
...
).(
−+=
rP=P.X
F/V=D = X
p=X.yP/X
dP/dt = 0( ) XyPP XPif .=−
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Taxa de diluição (h-1) 0,04 0,11 0,18 0,24 0,38
% viabilidade 90,2 95,2 96,4 97,6 98,4
Exercício 3. Considere um determinado microrganismo sob condições de
crescimento aeróbico, não sendo o oxigênio o substrato limitante.
A) Encontre uma expressão para a percentagem de viabilidade
na corrente de saída em função da taxa de diluição (em estado estacionário),
onde Xd é a concentração de células mortas.
B) O efeito da taxa de diluição sobre a viabilidade de Klesbsiella aerogenes
cultivada em cultura contínua consta na tabela seguinte. Determine a taxa
específica de morte para aquele microrganismo.
%𝑣𝑖𝑎𝑏 =
𝑋
𝑋 + 𝑋𝑑
. 100
Exercício 3.
Com reciclo de células
Tem como objetivo a obtenção de alta densidade celular no 
reator, aumentandoas velocidades de transformações e 
consequentemente a produtividade em célula do processo
 Recirculação interna
 Recirculação externa
Com recirculação externa de células
• O líquido efluente circula através
de um separador de células
• Sedimentador, centrífuga ou
sistema de filtração por
membranas
• Uma corrente concentrada em
células retorna ao fermentador
• Outra (filtrado, permeado ou
sobrenadante) sai praticamente
isenta de células
• É uma alternativa bastante viável no caso de processos em que a
preocupação com assepsia não seja tão intensa, ou até mesmo não exista
• Fermentação alcoólica e tratamento de resíduos (processo de lodos ativados)
g- Fator de concentração de células
a - Razão de reciclo
Fi
Xi, Si, Pi
Fs
Xf, Sf, Pf
Centrífuga
aFs
gXf, Sf ,Pf
cFf
gXf, Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf, Sf, Pf
Com recirculação externa de células
Balanço para célulasFi
Xi, Si, Pi
Fs
Xf, Sf, Pf
Centrífuga
aFs
gXf, Sf ,Pf
cFf
gXf, Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf, Sf, Pf
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Com recirculação externa de células
Balanço para substrato
Fi
Xi, Si, Pi
Fs
Xf, Sf, Pf
Centrífuga
aFs
gXf, Sf ,Pf
cFf
gXf, Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf, Sf, Pf
Com recirculação externa de células
Balanço para produto
Fi
Xi, Si, Pi
Fs
Xf, Sf, Pf
Centrífuga
aFs
gXf, Sf ,Pf
cFf
gXf, Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf, Sf, Pf
Com recirculação externa de células
Fi
Xi, Si, Pi
Fs
Xf, Sf, Pf
Centrífuga
aFs
gXf, Sf ,Pf
cFf
gXf, Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf, Sf, Pf
Balanço para produto
Balanço para células
Balanço para substrato
𝑑(𝑉. 𝑋)
𝑑𝑡
= 𝐹𝑖 . 𝑋𝑖 + 𝑟𝑥 . 𝑉 − 𝐹𝑆. 𝑋𝑓 + 𝑎. 𝐹𝑆. 𝑔. 𝑋𝑓
𝑑(𝑉. 𝑆)
𝑑𝑡
= 𝐹𝑖 . 𝑆𝑖 + −𝑟𝑆 . 𝑉 − 𝐹𝑆. 𝑆𝑓 + 𝑎. 𝐹𝑆 . 𝑆𝑓
𝑑(𝑉. 𝑃)
𝑑𝑡
= 𝐹𝑖 . 𝑃𝑖 + 𝑟𝑃. 𝑉 − 𝐹𝑆. 𝑃𝑓 + 𝑎. 𝐹𝑆.𝑃𝑓
𝜇𝑋 =
𝐷 (1 − 𝑎𝑔)
(1 − 𝑎)
𝑆𝑖 − 𝑆𝑓 =
𝑋
𝑦 Τ𝑋 𝑆
.
(1 − 𝑎𝑔)
(1 − 𝑎)
𝑃𝑓 − 𝑃𝑖 = 𝑦 Τ𝑃 𝑋. 𝑋.
(1 − 𝑎𝑔)
(1 − 𝑎)
rX=X.X
dX/dt =0
F/V=D
rS=X.X/yX/S
dS/dt =0
F/V=D
rP=x.YX/P.X
dP/dt =0
F/V=D
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
 Com recirculação interna de células
◦ Uma fração das células é mantida no reator
(simples sedimentação ou filtração na saída
do reator)
Fi
Xi ,Si, Pi
cFf
Xf ,Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf ,Sf, Pf
• É uma situação mais segura em termos de manutenção de condições de 
assepsia
• Produção de enzimas e antibióticos
h - Fator de diluição da
concentração celular obtido no
filtrado
c - Fração do líquido efluente,
não filtrado, removida do
fermentador
 Com recirculação interna de células
Fi
Xi ,Si, Pi
cFf
Xf ,Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf ,Sf, Pf
Balanço para células
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
 Com recirculação interna de células
Fi
Xi ,Si, Pi
cFf
Xf ,Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf ,Sf, Pf
Balanço para substrato
 Com recirculação interna de células
Fi
Xi ,Si, Pi
cFf
Xf ,Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf ,Sf, Pf
Balanço para produto
 Com recirculação interna de células
Fi
Xi ,Si, Pi
cFf
Xf ,Sf, Pf
(1-c)Ff
hXf ,Sf, Pf
Balanço para produto
Balanço para células
Balanço para substrato
𝑑(𝑉. 𝑋)
𝑑𝑡
= 𝐹𝑖 . 𝑋𝑖 + 𝑟𝑥. 𝑉 − 𝑐. 𝐹𝑓. 𝑋𝑓 − 1 − 𝑐 . 𝐹𝑓. ℎ. 𝑋𝑓
𝑑(𝑉. 𝑆)
𝑑𝑡
= 𝐹𝑖 . 𝑆𝑖 + −𝑟𝑆 . 𝑉 − 𝑐. 𝐹𝑓 . 𝑆𝑓 − (1 − 𝑐). 𝐹𝑓 . 𝑆𝑓
𝑑(𝑉. 𝑃)
𝑑𝑡
= 𝐹𝑖 . 𝑃𝑖 + 𝑟𝑃 . 𝑉 − 𝑐. 𝐹𝑓 . 𝑃𝑓 − (1 − 𝑐). 𝐹𝑓..𝑃𝑓
𝜇𝑋 = 𝐷[𝑐 + 1 − 𝑐 ]ℎ
𝑆𝑖 − 𝑆𝑓 =
𝑐 + 1 − 𝑐 ℎ . 𝑋
𝑦 Τ𝑋 𝑆
.
𝑃𝑓 − 𝑃𝑖 = 𝑐 + 1 − 𝑐 ℎ . 𝑦 Τ𝑃 𝑋. 𝑋
Xi=0
rX=X.X
dX/dt =0
F/V=D
rS=X.X/yX/S
dS/dt =0
F/V=D
rP=x.YX/P.X
dP/dt =0
F/V=D
OBS: Desconsiderando a 
morte celular
Opções de condução do processo
➢Sistema com uma única alimentação
➢Sistema com múltiplas alimentações
➢Sistema com reciclo de células
 Com uma alimentação
 Com múltiplas alimentações
◦ Sistema com uma única alimentação
S1
X1
P1
F0
S0, X0, P0
S1
X1
P1
S2
X2
P2
S3
X3
P3
Sn
Xn
Pn
Fn =F0
Sn, Xn, Pn
• A alimentação do meio esterilizado é apenas no primeiro estágio
• Nos demais reatores a alimentação é o líquido efluente do reator
imediatamente anterior a este
◦ Sistema com múltiplas alimentações
S1
X1
P1
F1
S01, X0, P0
S1
X1
P1
S2
X2
P2
S3
X3
P3
Sn
Xn
Pn
F 
Sn, Xn, Pn
F2
S02
F3
S03
Fn
S0n
• Nos reatores intermediários tem-se duas alimentações, sendo uma o meio
de cultura esterilizado e a segunda o efluente do fermentador anterior
◦ Sistema com reciclo de células - uma única alimentação
F0
S0, X0, P0
S1
X1
P1
S2
X2
P2
Sn
Xn
Pn
• No sistema com reciclo de células, existem inúmeras possibilidades de reciclo
• O reciclo pode ser realizado do último para o primeiro estágio
• Pode haver a existência de reciclos intermediários entre os estágios
◦ Sistema com reciclo de células – múltiplas alimentações
Fermentação Contínua
Contínuo em múltiplos estágio (n reatores em série)
S1
X1
P1
S2
X2
P2
Sn
Xn
Pn
F1
S01, X0, P0
F2
S02
Fn
S0n
• De uma forma geral, os sistemas múltiplos estágios proporcionam diferentes ambientes
para o desenvolvimento das células, ao se mudar de um estágio para outro
• Permitindo que se empreguem condições otimizadas distintas nos vários reatores
Tempo
C
o
n
c
e
n
tr
a
ç
ã
o ____Células
____Substrato
____Células
Substrato
|
Substrato
|
Células
|
Tempo Tempo
Descontínuo
Descontínuo 
alimentado Contínuo
 Livro Engenharia Bioquímica (Volume 2)
◦ Capítulo 9
◦ Capítulo 10 
◦ Capítulo 11 
◦ Capítulo 12
 Lista de exercícios sobre forma de condução de bioprocessos
ATIVIDADE INTEGRADORA