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Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

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Discentes:
Ana Nunes – nº 32988
Carina Silva – nº31942
Ana Matos – nº 34019
Jaqueline Custódio – nº 34023
Julho 2012
Docente:
Prof. Dr. Raúl Barros
Engenharia Biológica Integrada | Produção de Algzyme em bruto e implementação de uma via de purificação |

Índice
Escrever título do capítulo (nível 1)1
Escrever título do capítulo(nível 2)2
Escrever título do capítulo (nível 3)3
Escrever título do capítulo (nível 1)4
Escrever título do capítulo (nível 2)5
Escrever título do capítulo (nível 3)6

1. Resumo

2. Enquadramento do projeto

Pretende-se produzir um enzima denominado Algzyme. O produto tem diferentes aplicações, tais como industriais e também aplicações analíticas e terapêuticas. Este enzima apresenta asseguintes características: a sua fórmula empírica é CH1,8O0,4N0,3; o seu ponto isoelétrico é de 6,20 e peso molecular 83 kDa; quando ultrapurificada apresenta uma atividade específica de 3,20 U/mg; a pH 6,50 ocorre atividade estabilidade ótimas. Pode ser comercializado de duas formas: em bruto ou purificada, ambas sob a forma de um sólido liofilizado. Tanto a forma em bruto como a purificada sãomuito estáveis e têm um prazo de validade superior a 5 anos, e podem ser vendidas a um preço de 0,50 €/U e 5,00 €/U, respetivamente.
Na tabelas I são apresentadas as especificações para a Algzyme em bruto e purificada.
Especificações da Algzyme em bruto e da Algzyme purificada.

Tabela I – Especificações da Algzyme em bruto e purificada.
| Atividade total (U/mL) | Atividade específica (U/gproteína) | Teor de sais (%p/p) | Água (%p/p) |
Algzyme em bruto | Mínimo5,00 | Mínimo6,00 | Máximo3,00 | Máximo4,00 |
Algzyme purificada | Mínimo 10,00 | Mínimo160,00 | Não deve existir | Máximo4,00 |

O estudo de mercado mostra que há uma necessidade de Algzyme em bruto de 800 MU/ano e 80 MU/ano de Algzyme purificada para o ano de instalação da fábrica. A unidade de produção deve procurarsatisfazer a totalidade da procura, uma vez que se trata de um produto novo e não tem concorrentes no mercado.
A Algzyme em bruto é produzida por fermentação microbiana, seguida de separação e lavagem de biomassa, precipitação por adição de sais, filtração e secagem do bolo. O filtrado da segunda centrifugação vai dar início à via de purificação do Algzyme.

3. Análise Económica

4.Anexo técnico
5.1 – Produção de Algzyme em bruto
O processo de produção do Algzyme foi simulado no SuperPro Designer e encontra-se esquematizado na figura seguinte.

SUPERPRO

Este processo ocorre em várias etapas:
Preparação de inóculo e fermentação
Separação e lavagem da biomassa
Precipitação
Filtração
Secagem

De seguida vai abordar-se cada etapa em detalhe eseparadamente.

4.1.1. Preparação de inóculo e fermentação
Inicia-se o processo de produção do Algzyme com uma fermentação microbiana. O meio fermentativo apresenta a seguinte composição:

Tabela II - Composição do meio de crescimento
Composto | Fórmula | Concentração (g/L) |
Glucose | C6H12O6 | 200 |
Sulfato de amónio | (NH4)2SO4 | 70 |
Fosfato dissódico | Na2HPO4 | 3,0 |
Fosfato monossódico |NaH2PO4 | 10,5 |
Cloreto de cálcio | CaCl2 | 2,0 |
Cloreto de sódio | NaCl2 | 7,5 |
Água (da torneira) | H2O | --- |
Densidade final: 1,075; pH = 6,50.

No fermentador, utiliza-se um volume de 1000L de meio, dos quais 100L são inóculo e os 900L restantes correspondem ao meio de crescimento constituído por glucose, solução de sais e água. O pH do meio é mantido adicionando NaOH a 50%.A solução de sais, com concentração cinco vezes superior à necessária neste meio (d = 1,20) é apresentada na tabela III.

Tabela III - Composição da solução de sais utilizada na fermentação
Composto | Concentração (g/L) |
Sulfato de amónio | 350,0 |
Fosfato dissódico | 15,0 |
Fosfato monossódico | 52,5 |
Cloreto de cálcio | 10,0 |
Cloreto de sódio | 37,5 |
Água (da torneira) |...
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