Estudo Teórico Experimental do Processo de Fermentação
Alcoólica em Batelada utilizando Saccharomyces cerevisiae
Solange da Luz Mattjie
Gilmar de Oliveira Veloso
DeFEM - Departamento de Física, Estatística e Matemática
Raul Vicenzi
DBQ - Departamento de Biologia e Química
UNIJUI - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.
Rua São Francisco nº 501, Bairro São Geraldo, 98.700-000, Ijuí - RS – Brasil
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RESUMO
A produção de etanol cresce em importância
no Brasil e no mundo impulsionada pela
urgente necessidade de uso de combustíveis
menos poluentes e de forma renovável. A
fermentação alcoólica é a maneira mais
utilizada e mais econômica de se obter etanol
no nosso país.
Este trabalho apresenta a modelagem
matemática de fermentação alcoólica com
levedura Saccharomyces cerevisiae em
processo de batelada, e também a
determinação experimental de parâmetros
cinéticos e de conversão requeridos no
modelo. Este modelo considera as seguintes
hipóteses: não há troca de calor entre o leito e
outros subsistemas do biorreator (parede do
biorreator), o microorganismo é considerado
um simples reagente (com uma composição
química definida), o reator de mistura perfeita
e volume constante, a temperatura do processo
é constante, crescimento de um único
substrato limitante e inibidor e, produção de
produto inibitório.
A parte experimental será realizada em
equipamento laboratorial, utilizando como
substrato o melaço de cana-de-açúcar.
Também foi realizado um estudo da influência
da temperatura no processo de fermentação
alcoólica. Através do modelo matemático
composto por equações diferenciais ordinárias
que descrevem o comportamento, em regime
transiente da biomassa, do substrato e do
produto,
foram
realizadas
simulações
numéricas. O sistema de equações resultante é
resolvido pelo método de RK de quarta ordem.
Os resultados obtidos pelo modelo mostram
que este descreve o comportamento do
processo com boa concordância com os dados
experimentais.
Referências Bibliográficas
[1]. J.D. Lambert, “Numerical Methods
for Ordinary Differential Systens – the
Initial Value Problem”, John Wiley,
New York, 1993.
[2]. U. A. Lima, et al. “Biotecnologia
Industrial. Processos Fermentativos e
Enzimáticos”. Editora Edgard Blücher
LTDA, v.3, p.01-43, 2001.
[3]. M. Phisalaphong, N. Srirattana, W.
Thanthapanichakoon, “Mathematical
modeling to investigate temperature
effect on kinetic parameters of ethanol
fermentation”.
Biochemical
Engineering Journal 28, p. 36–43,
2006.
[4]. L. B. Richard, J. D. Faires. “Análise
Numérica”. Editora Pioneira Thomson
Learning, São Paulo, pp. 736, 2003.