Mateus Esperança

Sequential solid-state and submerged cultivation of Aspergillus niger on sugarcane bagasse for the production of cellulase

Sequential solid-state and submerged cultivation with sugarcane bagasse as substrate for cellulase production by Aspergillus niger A12 was assessed by measuring endoglucanase activity. An unconventional pre-culture with an initial fungal growth phase under solid-state cultivation was followed by a transition to submerged fermentation by adding the liquid culture medium to the mycelium grown on solid substrate. For comparison, control experiments were conducted using conventional submerged cultivation. The cultures were carried out in shake flasks and in a 5-L bubble column bioreactor. An endoglucanase productivity of 57 ± 13 IU/L/h was achieved in bubble column cultivations prepared using the new method, representing an approximately 3-fold improvement compared to conventional submerged fermentation. Therefore, the methodology proposed here of a sequential fermentation process offers a promising alternative for cellulase production.

COMPARAÇÃO DE METODOLOGIAS DE MEDIDAS DE RETENÇÃO GASOSA EM BIORREATOR PNEUMÁTICO

Introdução Biorreatores são equipamentos empregados na conversão de matérias-primas em produtos desejados utilizando biocatalisadores. Os biorreatores pneumáticos têm sido amplamente estudados para a sua aplicação em processos biotecnológicos, devido a sua facilidade de construção e manuseio e pelo menor consumo de energia. A retenção gasosa (ε), que corresponde à fração de volume de fase gasosa presente na dispersão gás-líquido, é um importante parâmetro utilizado para caracterizar o desempenho destes equipamentos, pois define o tempo de residência do gás no líquido e o volume total do reator, de acordo com a retenção gasosa máxima. Além disso, associado ao diâmetro da bolha, determina a área interfacial gás-líquido de transferência de massa. No presente trabalho foram comparadas três metodologias para a determinação da retenção gasosa global (método visual M1, método da expansão volumétrica M2 e o método manométrico M3 e M4), em um biorreator coluna de bolhas de 10L, operando com água destilada. As medidas foram realizadas para vazões volumétricas de alimentação de ar de 10 a 50 L/min.

BB 06. Avaliação do tempo de circulação em biorreatores airlift com região de mistura expandida

Introducao: Biorreatores airlift representam uma importante alternativa aos biorreatores convencionais do tipo tanque agitado e aerado em bioprocessos, devido a sua simplicidade de construcao e operacao, baixos custos de operacao e manutencao, e excelente capacidade de transferencia de oxigenio associada ao baixo consumo de energia. Estes equipamentos constituem-se de quatro secoes interconectadas (regioes de subida, descida, mistura e base) atraves das quais ocorre o escoamento da dispersao gas-liquido. A regiao de mistura tem relevante papel no desempenho dos biorreatores airlift, uma vez que a sua geometria afeta a retencao gasosa e a velocidade do liquido, determinando dessa forma a taxa de transferencia de oxigenio. Na literatura, a geometria da regiao de mistura tem sido avaliada atraves de variacoes no nivel e volume de liquido presente na regiao, presenca de uma expansao desta secao e o diâmetro desta expansao. Contudo, essas variaveis geometricas foram avaliadas de forma independente, sem considerar as possiveis interacoes entre elas. Objetivo: Avaliar o efeito da geometria da regiao de mistura na circulacao de liquido em biorreatores airlift operados com agua destilada. Metodologia: Utilizou-se biorreatores airlift de 10 L, confeccionados em acrilico, com razao entre as areas de escoamento de 1,44. O efeito da fracao volumetrica de liquido na regiao de mistura (10 a 30% do total), do ângulo da regiao de mistura expandida (30 a 90°) e da vazao especifica de ar (1 a 5 vvm) sobre o tempo de circulacao, foi avaliado utilizando-se um delineamento composto central rotacional e analise de superficie de resposta. O tempo de circulacao foi determinado atraves do metodo da esfera, realizado em triplicata para cada condicao. Resultados e discussao: O tempo de circulacao variou na faixa de 2,5 a 4,1 s, estando de acordo com os valores observados na literatura. Atraves de uma Analise de Variância (intervalo de confianca de 90%), verificou-se que todos os fatores avaliados (ângulo da regiao de mistura, volume de liquido na regiao de mistura, e vazao especifica de ar) afetaram significativamente o tempo de circulacao, exibindo efeitos principais positivo, positivo e negativo, respectivamente. Atraves da analise de superficies de resposta, verificou-se que os menores valores de tempo de circulacao foram alcancados para as seguintes relacoes geometricas: ângulos da regiao de mistura entre 42 e 60° e fracoes volumetricas de liquido na regiao de mistura inferiores a 11%. Os maiores valores de tempo de circulacao foram observados para ângulos superiores a 87° e fracoes de liquidos superiores a 26%. Conclusao: Os menores tempos de circulacao foram observados para ângulos da regiao de mistura entre 42 e 60° e fracoes volumetricas de liquido na regiao de mistura inferiores a 11%. Logo, para essa faixa de caracteristicas geometricas descrita, espera-se um aumento da velocidade de circulacao do liquido, e consequentemente, da transferencia de oxigenio.