Reatores enzimáticos

UNIDADE 2 – CINÉTICA ENZIMÁTICA 3 REATORES ENZIMÁTICOS

Introdução Um biorreator é um dispositivo no qual as transformações bioquímicas são causadas pela ação de enzimas ou células vivas. O biorreator é freqüentemente chamado de fermentador se a transformação é realizada por células vivas ou em componentes celulares vivos (isto é, enzimas). No entanto, neste texto, que chamamos de biorreator, sendo um reator enzimático, para distingui-lo do biorreator que emprega células vivas, o fermentador. As conversões bioquímicas podem ser feitas em reatores usando microrganismos ou enzimas isoladas como catalisadores. As enzimas produzidas extracelularmente pelos microrganismos são disponíveis em larga escala e são usadas em vários processos industriais: panificação, cervejaria, alimentos, couro, têxtil, etc. No entanto, somente algumas enzimas produzidas intracelularmente por microrganismos são disponíveis comercialmente. As enzimas podem ser utilizadas na forma solúvel ou insolúvel (imobilizada) e a escolha entre um processo ou outro depende do tipo de reação na qual está envolvida e/ou do custo do processo. O mesmo pode se dizer entre a escolha do emprego de enzimas, microrganismos ou agentes químicos num dado processo industrial. Quando a estabilidade da enzima é boa deve-se considerar sua reutilização. Desta forma, os reatores podem ser classificados como abertos, quando a enzima se perde no efluente do reator, ou fechado quando ela é retida dentro do sistema. Portanto, quando a enzima deve ser reutilizada o sistema a ser utilizado deve ser fechado.

Figura 1 – Principais reatores ideais: (a) descontínuo (batelada); (b) contínuo tubular (PFR); (c) contínuo agitado (CSTR). Cinética de reatores enzimáticos (MAUGERI, 2006): 3.1. Equação integrada de Michaelis-Menten – Reatores batelada Consideremos a equação de Michaelis-Menten da seguinte forma:

1

v  rs 

Vmáx

S dS  K m  S  dt

(1)

v = rs = velocidade da reação (mol.seg-1.L-1); Vmáx = atividade