Fermentação descontínua alimentada

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    Fermentação descontínua alimentada

    • Tem importância tanto industrial como na pesquisabatelada alimentada;

    • Vem desde 1900  Saccharomyces cerevisiae;

    • É uma fermentação descontínua continuamentealimentada com meio nutriente;

    • Um ou mais nutrientes podem ser adicionados durante ocultio;

     Todos os nutrientes podem ser adicionados de formasimultânea;• ! a"ão de alimentação pode ser constante ou ariar como tempo#

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    • $elo uso de diferentes a"%es de enc&imento das dornas' possíel controlar a concentração de substrato;

    • (essa forma) o metabolismo microbiano se*a deslocado

    para uma determinada ia metab+lica) leando aoac,mulo no meio de um produto específico;

    • -ada condição de trabal&o pode lear a diferentes perfis

    de concentração não s+ de substrato) mas tamb'm dec'lulas e produtos

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    • 1# !plicaç%es. –  !ntes de 19/0 carboidratos a outros compostos mais

    simples;

     –  $elo sucesso do processo na produção de leeduras

     –  Tentouse a produção de licerol) acetona) butanol e2cido l2ctico;

     –  3bteese mel&or controle do processo e mais eficienteutili"ação dos componentes do meio de cultura#

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    • 4# 5mpreo da fermentação descontínuaalimentada. – 4#1# 6inimi"ação dos efeitos do controle do

    metabolismo celular.• 3s microranismos disp%em de mecanismos

    reulat+rios de seu metabolismo o processo podecontornar alum destes mecanismos;

    • 57# S. cerevisiae com pouco aç,car) mais c'lulas#

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     – 4#4# $reenção da inibição por substrato ouprecursores.• !luns nutrientes podem se tornar inibit+rios

    dependendo de sua concentração;

    • 57# etanol 100 8 ' inibit+ria;• 3 controle da a"ão de alimentação permite que se

    eite a operação em condiç%es inibit+rias)mel&orando a produtiidade#

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     – 4#:# 6inimi"ação da formação de produtos dometabolismo t+7icos. • -rítico quando se dese*a altas concentraç%es

    celulares sem a formação de produtos t+7icos;

     – 4#/# uperação de problemas frequentes deestabilidade em processos contínuos.• -ontaminaç%es) mutaç%es e instabilidade dificultam

    um processo contínuo) o descontínuo alimentadopode superar tais problemas#

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     – 

    4## 5studo da cin'tica de processos fermentatios.• É ,til no estudo da cin'tica pois permite manter bai7os

    níeis de substrato por lonos períodos de tempo#

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    :# -lassificação. –  :#1# $rocesso descontínuo alimentado repetitio.

    • Uma fração de olume constante ' remoida ainteralos de tempo fi7os) sendo recomposto o

    olume pela adição de meio;• Tem sido utili"ado industrialmente para produção de

    leeduras e antibi+ticos;

    • Tenta aproeitar como in+culo o microranismo que

    est2 crescendo com alta elocidade) trabal&ando comc'lulas na fase produtia por mais tempo#

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    :#4# $rocesso descontínuo alimentado estendido.• 6odo de operação em que concentração de substratolimitante ' mantida constante no meio pelosuprimento contínuo de nutriente;

    • Tem a finalidade de estender o período defermentação) mantendo níeis do substrato no reatoradequados para que as c'lulas continuem com

    atiidade fermentatia#

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     – em controle por retroalimentação.• 3 suprimento de substrato ' feito intermitentemente

    ou de forma ininterrupta at' o final da fase deenc&imento da dorna) com a"%es constantes ou

    ari2eis#

     – 5m ambos os modos de operação o que se isa 'a otimi"ação dos alores da concentração do

    substrato no reator para aumentar orendimento ou produtiidade do processo#

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    • 6odelo matem2tico para c'lulas. –  ! elocidade de ariação da massa celular no reator

    massa celular formada pelo crescimento microbiano;

     –  Temse.

     X  X 

    dt 

    dM 

    dt 

    dM 

    =

     Velocidade da ariação da massa seca no reator ? 68&@

    • Velocidade de crescimento celular em massa ? 68&@

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    •  

     X   R X  

     X  dt 

    dX  

     X  V  

     F 

    =

    =+

    .

    ..

     µ 

     µ 

    ( )   X   Ddt 

    dX  

     X  dt 

    dX   X   D

    V  

     F 

     D

    .

    ..

    −=

    =+

    =

     µ 

     µ 

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    ( )  X   Ddt 

    dX  .−=   µ 

    $ela equação) quando d78dtA0 não &aer2 ariação da

    concentração celular ao lono do tempo#(essa forma) temse iualdade A ( nessa condição a

    elocidade específica de crescimento celular ? @ '

    numericamente iual B a"ão específica de alimentação ?(@#

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