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Type: TCC
Title: Estimativa de parâmetros de crescimento celular, agitação e transferência de oxigênio em cultivos de Kluyveromyces marxianus em suco de caju visando a produção de 2-Feniletanol
Authors: Matias, Gabriel Arcanjo Bezerra
Advisor: Macedo, André Casimiro de
Keywords: Composto aromático;Processos fermentativos;Fluidodinâmica
Issue Date: 2023
Citation: MATIAS, Gabriel Arcanjo Bezerra. Estimativa de parâmetros de crescimento celular, agitação e transferência de oxigênio em cultivos de Kluyveromyces marxianus em suco de caju visando a produção de 2-Feniletanol. 2023. 101 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: O 2-feniletanol (2-FE) é um álcool aromático com aroma de rosas, utilizado nas indústrias de cosméticos, fragrâncias e alimentos. Esse composto pode ser produzido por diferentes vias, entre elas a biotecnológica, na qual a fermentação de um substrato, nesse caso o suco de caju, é realizada utilizando um microrganismo, Kluyveromyces marxianus. Esse processo é influenciado por vários fatores, entre eles poder-se-ia citar, a composição do meio de cultivo, agitação e aeração, apesar de ser uma alternativa promissora, os baixos valores de rendimentos encontrados ainda limitam esse processo alternativo de produção. Dessa forma, o presente trabalhou buscou estimar utilizando modelos matemáticos e correlações os parâmetros de crescimento celular, agitação e transferência de oxigênio, visando a melhor compressão, otimização e posterior scale-up da produção. Os parâmetros de crescimento celular foram estimados partindo de uma análise da estequiometria, balanço de carga e termodinâmica de reação, os valores calculados sugerem que os valores experimentais estão distantes dos valores teóricos. A agitação e mistura foi simulada utilizando o software VisiMixTM sendo possível ter uma análise fluidodinâmica do processo. Por fim, encontrou-se as melhores correlações para estimativa do kLa.
Abstract: 2-Phenylethanol (2-PE) is an aromatic alcohol with a rose-like fragrance, extensively used in the cosmetics, fragrance, and food industries. Its production can be achieved through various pathways, including biotechnological methods, where fermentation of a substrate, such as cashew juice, is carried out using a microorganism Kluyveromyces marxianus. However, this process is influenced by multiple factors, notably the composition of the culture medium, agitation, and aeration. Despite being a promising alternative, the low yields obtained still hinder the widespread implementation of this alternative production process. Therefore, this study aimed to estimate crucial parameters related to cell growth, agitation, and oxygen transfer using mathematical models and correlations to enhance understanding, optimize the process, and enable subsequent scale-up of production. Parameters related to cell growth were estimated based on stoichiometric analysis, charge balance, and reaction thermodynamics, with the calculated values suggesting a divergence from experimental results. The agitation and mixing process were simulated using the VisiMixTM software, enabling a comprehensive fluid dynamic analysis of the process. Finally, the study identified the most suitable correlations for estimating kLa, a key parameter in the process.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/73767
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