| B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química |
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LEVANTAMENTO DE PARÂMETROS DO PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE XILANASE EM BIOREATORES DE COLUNA POR FERMENTAÇÃO EM ESTADO SÓLIDO |
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| Fernanda Dos Santos 1 |
| Laércio Ender 1 |
| Márcia Brandão Palma 1 |
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| (1. Universidade Regional de Blumenau - FURB) |
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| INTRODUÇÃO: |
A industrialização de alimentos gera um número considerável de resíduos que apresentam grande quantidade de matéria orgânica rica em compostos amiláceos e lignocelulósicos. Assim, estes materiais apresentam potencial para o desenvolvimento de processos biotecnológicos como a fermentação em estado sólido (FES), que é uma tecnologia que está sendo amplamente utilizada para obtenção de diversos produtos de interesse industrial, como enzimas. Porém, o desenvolvimento das FES’s, a nível industrial, ainda é limitado devido à escassez de estudos sobre a condução destes processos em bioreatores. Um grupo de enzima que vem sendo estudada são as xilanases, que apresentam uma importante aplicação industrial, principalmente nas indústrias de papel e celulose, diminuindo a utilização de produtos organoclorados, na etapa de biobranqueamento da polpa Kraft. Dentro do contexto da tecnologia de FES, este trabalho teve como objetivo avaliar alguns parâmetros do processo de produção de xilanase em reator de coluna visando buscar maior entendimento do processo e resultados que permitam avançar na ampliação de escala do mesmo. |
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| METODOLOGIA: |
Foram realizados cultivos em estado sólido com Thermoascus aurantiacus ATCC 204492 em meio constituído à base de bagaço de mandioca e farelo de arroz visando à produção de endo b-1,4 xilanase. Utilizou-se um reator de coluna construído de vidro encamisado tendo como dimensões altura de 50 cm e diâmetro de 6 cm, que corresponde a um volume de 1,4 L equivalendo à utilização de 500 g de substrato úmido, com temperatura controlada. Os ajustes feitos no biorreator englobam a montagem de um novo sistema com três trocadores de calor, e duas colunas de bolhas, para garantir que a temperatura e a umidade do ar de entrada da coluna de fermentação sejam as mais apropriadas possíveis. A outra mudança no sistema foi a construção, no reator, de três pontos para retirada de amostras definidos como topo meio e fundo que correspondem às alturas de 13, 26, 39 cm a partir do fundo, para a obtenção de dados de produção de xilanase e de glicosamina e de variação de umidade e pH do meio ao longo do tempo. É possível, ainda, realizar o monitoramento da variação de temperatura ao longo do leito de fermentação, que poderá ser utilizado como indicativo da atividade metabólica dos microrganismos. |
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| RESULTADOS: |
Com as mudanças realizadas no sistema de umidificação do biorretor, houve uma melhora na manutenção da umidade do leito (71%), especialmente no ponto de amostragem do fundo do reator, que recebe o ar em maior intensidade. Os outros pontos de amostragem mantiveram-se uniformes. Com relação ao pH, este variou de 5,90 para 6,40 no final do cultivo. A produção de xilanase manteve-se, como em trabalhos anteriores, na ordem de 2500 U/g. Os resultados obtidos em termos de quantificação celular, pela dosagem da concentração de glicosamina no meio, mostraram a formação de 0,25 células de T. auranticaus/grama.de meio sólido após 240 horas de cultivo. A variação da temperatura do leito ao longo do tempo foi bastante tênue apresentando valores de 49, 48 e 44 ºC no topo, meio e fundo, respectivamente. Porém, como a coluna do biorreator tem um diâmetro pequeno, é possível que o calor da jaqueta do biorreator tenha influência no resultado. |
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| CONCLUSÕES: |
As implementações realizadas no sistema de umidificação e controle da temperatura do biorreator mostraram-se eficientes, pois foi possível manter a homogeneidade da umidade ao longo do leito do biorreator durante os 10 dias de cultivo. Isto propiciou um aumento do crescimento microbiano, verificado pela dosagem de glicosamina do sistema. Porém, nos experimentos realizados, não foi observada nenhuma mudança em relação à produção de xilanase. Com a obteção dos dados empiricos do comportamento da produção da xilanase, do crescimento microbiano, será possivel a contrução do modelo matemático deste sistema, através da utilização de redes neurais. |
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Instituição de fomento: PIBIC/CNPq e FURB
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: Thermoascus aurantiacus; biorreator; FES. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |
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