Modelagem matemática do processo de fermentação alcoólica em batelada com alta densidade celular: efeito da concentração de substrato, células e temperatura nos parâmetros cinéticos (2020)
- Authors:
- USP affiliated authors: CARNEIRO, LUCAS GROBER - EP ; BOVOLINI, ANDRÉ GANDELMAN - EP
- School: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Subjects: FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA; CINÉTICA; REATORES QUÍMICOS
- Language: Português
- Abstract: O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um modelo matemático para o processo de fermentação alcoólica em um biorreator em batelada, considerando-se os efeitos térmicos, da concentração inicial de células e substrato nos parâmetros cinéticos. O modelo cinético é baseado em balanços macroscópicos de massa para cada um dos componentes, bem como da cinética aparente das transformações presentes. Experimentalmente, manipulou-se as condições inicias das células, do substrato e da temperatura, visando obter condições mais próximas possíveis às encontradas pelas leveduras em ambiente industrial na produção de etanol, como alta pressão osmótica, alta concentração de nutrientes e inibidores. Um design experimental do tipo Box-Benkhen foi utilizado com as três variáveis avaliadas em três níveis, visando encontrar seus efeitos nos rendimentos e nos parâmetros cinéticos. Com os dados experimentais obtidos no design, realizou-se a estimativa dos parâmetros cinéticos por meio do software matemático MATLAB®, aplicando-se um método de mínimos quadrados não linear e o algoritmo de Newton “trust-region reflective” por meio da função lsqcurvefit. Os dados obtidos foram correlacionados com as variáveis de entrada por meio do software Minitab®, a partir do qual se obteve a regressão para um modelo de segunda ordem. Assim, espera-se, com os resultados, que o modelo proposto complemente a literatura com o efeito da temperatura e outras variáveis nos parâmetros cinéticos. E, além disso, apresente uma representação mais precisa dos reatores operando em escala industrial, em que as células enfrentam bruscas variações devido à dificuldade de controle de temperatura e condições de processo.
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ABNT
CARNEIRO, Lucas Grober e BOVOLINI, André Gandelman. Modelagem matemática do processo de fermentação alcoólica em batelada com alta densidade celular: efeito da concentração de substrato, células e temperatura nos parâmetros cinéticos. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/e8f3bb15-7a85-437d-8832-dc5a01bf16f0/LucasGroberCarneiro%20PQI20.PDF. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Carneiro, L. G., & Bovolini, A. G. (2020). Modelagem matemática do processo de fermentação alcoólica em batelada com alta densidade celular: efeito da concentração de substrato, células e temperatura nos parâmetros cinéticos (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/e8f3bb15-7a85-437d-8832-dc5a01bf16f0/LucasGroberCarneiro%20PQI20.PDF -
NLM
Carneiro LG, Bovolini AG. Modelagem matemática do processo de fermentação alcoólica em batelada com alta densidade celular: efeito da concentração de substrato, células e temperatura nos parâmetros cinéticos [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/e8f3bb15-7a85-437d-8832-dc5a01bf16f0/LucasGroberCarneiro%20PQI20.PDF -
Vancouver
Carneiro LG, Bovolini AG. Modelagem matemática do processo de fermentação alcoólica em batelada com alta densidade celular: efeito da concentração de substrato, células e temperatura nos parâmetros cinéticos [Internet]. 2020 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/e8f3bb15-7a85-437d-8832-dc5a01bf16f0/LucasGroberCarneiro%20PQI20.PDF
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