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Biorreatores e
Processos Fermentativos
Formas de condução dos Bioprocessos

Aula 7 – Profa. Dra Ilana L. B. C. Camargo
Ciências Físicas e Biomoleculares
IFSC - USP

A escolha dos tipos de biorreator e bioprocesso também
dependem da classificação do produto microbiano

Classificação do produto microbiano
1) Metabólitos primários (associados ao crescimento)
Consistem nos compostosproduzidos simultaneamente à síntese
de células microbianas na fase de crescimento. Neste caso, a
formação do produto é diretamente proporcional à formação de
biomassa. Ex.: Aminoácidos, nucleotídeos, produtos finais de

fermentação (etanol e ácidos orgânicos), enzimas.

A escolha dos tipos de biorreator e bioprocesso também
dependem da classificação do produto microbiano
Classificação doproduto microbiano

2) Metabólitos secundários
(não-associados ao crescimento)
A formação do produto não está diretamente relacionada à razão
de crescimento de células. Usualmente acumulam durante o
período de limitação de nutrientes ou de produtos residuais que
segue após fase ativa de crescimento. Estes compostos não tem
relação direta com a síntese de materiais celulares e com ocrescimento normal. Exemplo: maioria de antibióticos e
micotoxinas.

A escolha dos tipos de biorreator e bioprocesso também
dependem da classificação do produto microbiano

Bioprocessos
Formas de condução de um processo fermentativo:
Infinitas!!! -- Enorme flexibilidade de operação
Formas mais básicas:
1.
2.
3.

Descontínuo
Com um inóculo por tanque
Com recirculação de célulasProcesso por meio de cortes

- Semicontínuo
1. Sem recirculação de células
2. Com recirculação de células
-

Descontínuo alimentado

- Contínuo
1. Executado em um reator
2. Executado em vários reatores

Bioprocessos
Formas de condução de um processo fermentativo:

Fermentação descontínua
Ou
Fermentação em batelada

Processo

fermentativo

caracterizado

pela

inoculação

eincubação de microrganismos, de tal forma, a permitir que a
fermentação ocorra sob condições ótimas. Neste tipo de

produção, nada é adicionado, exceto oxigênio (processo
aeróbio), ácido ou base (controle de pH) ou antiespumante.

Bioprocessos
Formas de condução de um processo fermentativo:

Fermentação descontínua
Ou
Fermentação em batelada

 Um inóculo por tanque;
 Processomais seguro quando se necessita manter as
condições de assepsia

(esterilização ao final de cada batelada);

 Fornece conhecimento básico da cinética do processo
antes de se buscar reatores alternativos;
 Base para comparações de eficiências atingidas.

Bioprocessos
Descontínuo simples – “batelada” sem recirculação de células
Sistema fechado e de volume constante.
Na práticadificilmente será aplicado industrialmente
Sua baixa eficiência estimula o surgimento das formas alternativas

Número de biorreatores (dornas)

Processo descontínuo com fornecimento ininterrupto

Líquido fermentado

Processo
Downstream

D = número de dornas ou biorreatores
F = Vazão média de líquido fermentado para tratamento final
V = Capacidade útil de cada dorna

Número de dornas /biorreatores
td

Fim da
descarga

td = tc
tf
Fim da
fermentação

1

2

3

4

Fim da carga

Início do preparo
do biorreator

tc

td

td = tempo necessário para se descarregar um biorreator
tc = tempo necessário para se limpar e carregar um biorreator
tf = tempo necessário para que haja fermentação em um biorreator

Tempo

Número de dornas / biorreatores
td

Fimda
descarga

td

tf
Fim da
fermentação

1

D

1

Fim da carga

Td separa o início de 2 biorreator consecutivos
Início do preparo
do biorreator

td

tf

Tempo

Dorna/Biorreator D inicia seu funcionamento no instante
(D-1) x td que é igual ao instante td + tf
D = número de dornas ou biorreatores
(D-1) x td = td + tf
F = Vazão média de líquido fermentado para...
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