05/04/2013Biorreatores e Processos Fermentativos Aula 6 – Profa. Dra Ilana L. B. C. Camargo Ciências Físicas e Biomoleculares IFSC - USP Biorreator ou fermentador PARTE II 1 05/04/2013 Biorreator ou fermentador Classificação dos biorreatores • Quanto ao tipo de biocatalisador; • Quanto à configuração do biocatalisador (células/enzimas livres ou imobilizadas); • Quanto à forma de se agitar o líquido no reator. Biorreator ou fermentador Biocatalisadores: Enzimas ou células vivas (microbianas, animais ou vegetais) Classificação dos Biorreatores quanto ao tipo de biocatalisador: Grupo dos Reatores Bioquímicos – Biorreatores nos quais as reações ocorrem na ausência de células vivas, ou seja, são tipicamente os “reatores enzimáticos”; Grupo dos Reatores Biológicos – Biorreatores nos quais as reações se processam na “presença de células vivas”; 2 05/04/2013 Biorreator ou fermentador Classificação mista dos biorreatores segundo Kleinstreuer: Baseada no tipo do biocatalisador empregado (enzima, microrganismo aeróbio ou anaeróbio) e na configuração deste (livre, imobilizado ou confinado entre membranas) Grande variedade !!! I) Reatores em fase aquosa (fermentação submersa) (I.1) Células/enzimas livres • • Reatores agitados mecanicamente (STR: “Stirred tank reactor”) Reatores agitados pneumaticamente - Torre - Coluna de bolhas - Reatores “air-lift” • Reatores de fluxo pistonado (“plug-flow”) (I.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes • Reatores com leito fixo • Reatores com leito fluidizado (I.3) Células/enzimas confinadas entre membranas • Reatores com membranas planas • Reatores de fibra oca (“hollow-fiber”) 3 Reatores em fase aquosa (fermentação submersa) (I. stirred tank reactor). conhecidos também como reatores de mistura.05/04/2013 Biorreator ou fermentador II) Reatores em fase não-aquosa (fermentação semi-sólida) • Reatores estáticos (reatores com bandejas) • Reatores com agitação (tambor rotativo) • Reatores com leito fixo • Reatores com leito fluidizado gás-sólido Biorreator ou fermentador I.1) Células/enzimas livres Mais amplamente utilizados: reatores agitados mecanicamente (STR. 4 . constituindo cerca de 90% do total de reatores utilizados industrialmente. bem como a localização influenciam diretamente na mistura e transferência de massa no reator. tamanho e número de agitadores.05/04/2013 Biorreator ou fermentador Reatores agitados mecanicamente (STR) Agitação mecânica favorece a homogeneização. dispersão gás-líquido. Principais agitadores: 5 . aeração e a transferência de calor e massa Chicanas / Baffles Quebra espuma Agitadores Sistema de aeração Biorreator ou fermentador Reatores agitados mecanicamente (STR) Agitadores ou impelidores: geralmente são colocados em volta de um eixo central rotatório e distribuídos ao centro e fundo do tanque. suspensão de sólidos. A velocidade de rotação (rpm) dos agitadores é definida pelo usuário. O tipo. 05/04/2013 6 . 05/04/2013 Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Pense nos aquários!! Ar Ar Microrganismos para decomposição Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente a)Biorreatores em torre b)Biorreatores coluna de ar/bolhas c)Biorreatores “air-lift” (Loop reactor) Tubo difusor A B Reator tipo Torre Relação altura/diâmetro de 3:1 Pode ter até 20 m de altura! C Reatores tipo “Loop reactor” 7 . chem.nl/bc/lit_radi.uva. passam a funcionar mais como air-lift e não como bubble column fermenter Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Biorreatores com borbulhamento / coluna de ar Miniatura Betts and Baganz Microbial Cell Factories 2006 5:21 http://www.html 8 .05/04/2013 Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Biorreatores coluna de ar/bolhas Ponto de vista construtivo – mais simples Cilindro com fundo e tampas abauladas Serpentinas de resfriamento internas ou externas Entrada de ar pelo fundo Produção de ácido cítrico até antibióticos Relação altura/diâmetro de 4:1 a 5:1 Pode chegar até 23 m de altura Quando há serpentinas internas.microbialcellfactories.jpg http://ct-cr4.com/content/figures/1475-2859-5-21-3-l. promove movimentação cíclica do fluido usando um cilindro central em cuja base é inserido o ar A presença do tubo difusor permite: • Aumentar a mistura axial no reator. • Reduzir a coalescência das bolhas que circulam numa mesma direção (igual a do líquido).05/04/2013 Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Biorreatores com borbulhamento / coluna de ar Ausência de agitação mecânica Menores tensões de cisalhamento Aplicação: células animais e vegetais Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Biorreatores “air-lift” . • Equalizar as forças de cisalhamento (é distribuída uniformemente pelo reator). 9 . 05/04/2013 Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Biorreatores “air-lift” Regiões do Tubo Difusor Riser / fluxo ascendente: região onde as bolhas de gás são liberadas. o líquido flui em direção descendente no downcomer / fluxo descendente. A ascensão das bolhas causa o fluxo de líquido na direção vertical. Zona de alívio Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Biorreatores “air-lift” Zona de Alívio: • Adiciona volume ao reator. • Redução da perda de meio devido a formação de aerossol Os reatores airlift são utilizados com fluidos menos viscosos e quando há necessidade de agitação mais suave e transferência de oxigênio a baixo custo. Pode ser dentro ou fora do tubo central. Zona de alívio 10 . • Minimiza a circulação de bolhas pelo downcomer devido ao súbito alargamento do topo do reator que diminui a velocidade da bolha e a libera do fluxo do líquido. Para contrabalançar. Isto permite a circulação do líquido e aumenta a eficiência de mistura quando comparado a coluna de bolhas. Assim previne-se a entrada de bolhas ricas em CO2 no downcomer. • Reduz a espuma. portanto.6 – 0.05/04/2013 Biorreator ou fermentador Reatores agitados pneumaticamente Biorreatores “air-lift” Características: Extrema simplicidade Baixo investimento Maior facilidade para ampliação da escala Menor consumo de energia Adaptação mais fácil ao cultivo de células sensíveis ao cisalhamento Relação de altura diâmetro varia de 5:1 até 10:1 Relação do diâmetro do tubo central e diâmetro do reator é de 0.8. obtém menor tempo de mistura Biorreator ou fermentador Desvantagens dos Biorreatores tanque agitado mecanicamente em relação aos “air-lift” : -Maior consumo de energia -Maior nível de espuma -Nem sempre é compatível com alguns tipos de células (animais e vegetais) 11 . o que maximiza a circulação do meio e. 2001. idealmente. regeneração de coenzimas. presença de cadeia respiratória. sem coenzimas e vias anabólicas presentes na replicação celular) Com necessidade de células vivas Produtos a serem formados requerem múltiplos passos de transformações.jpg Biorreator ou fermentador (I.2) Células imobilizadas em suportes Principal característica: Estrutura física de confinamento que obriga as células a permanecerem em uma região particular de um biorreator Sem necessidade de células vivas Enzima/Sistema ezimático envolvido na conversão bioquímica ativo (1 ou algumas.2 – cap. V. http://www.com/images/plug-flow-reactor. em velocidade constante. vias metabólicas geradoras de intermediários e outros inerentes às células vivas Schmidell W. 16 12 . sem ocorrer mistura longitudinal. por isso é utilizado para reações rápidas. Meio Inóculo O fluxo é contínuo e o tempo dentro do reator é curto.05/04/2013 Biorreator ou fermentador Reatores de fluxo pistonado (“plug-flow”) Meio e inóculo são misturados a partir da base do reator e a cultura flui.pilot-plant. et al. O material utilizado para a imobilização é denominado Suporte. 16 Biorreator ou fermentador (I. •Operação de sistemas contínuos com velocidade de alimentação acima da velocidade específica máxima de crescimento da célula (não imobilizada). V. filtros.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I.2) Células imobilizadas em suportes A imobilização é conseguida através do contato do material utilizado para a imobilização com as células vivas que se pretende imobilizar. et al. e) Alta difusividade de substratos e de produtos. •Eliminação de problemas com reciclo externo de células (sedimentadores. c) Ser resistente ao ataque químico e microbiano. sob condições ambientais controladas. 13 . •Provável obtenção de maiores fatores de conversão de substrato ao produto desejado. tensões de cisalhamento ou pressões internas ou externas de gases). •Maior proteção ao sistema biológico em relação ao estresse ambiental. d) Ter pouca sensibilidade às possíveis solicitações mecânicas (compressão por peso. 2001. Schmidell W. ocasionado por elevadas concentrações de substratos. centrífugas). implicando em maiores velocidades de processamento. pH e cisalhamento. b) Ter alta capacidade de retenção. Características de um suporte: a) Não ser tóxico para as células.2 – cap. •Possibilidade de utilização de projetos de biorreatores mais adequados à cinética do sistema biológico utilizado.2) Células imobilizadas em suportes Vantagens do uso da célula imobilizada: • Possibilidade de utilização de altas concentrações celulares no volume reacional. 20 0.04 1.6 Célula Mamífero Mamífero e microrganismo Mamífero e microrganismo microrganismo 14 . Adsorção (interações eletrostáticas.2) Células imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo ou fluidizado Métodos de imobilização em partículas 1. e idade da população celular) Suportes comerciais utilizados no método de adsorção Nome comercial Cytodex Cytopore Cytoline Siran Material dextrana Celulose Polietileno e sílica Vidro poroso Diâmetro (mm ) 0.03 1.23 2.0 Densidade (g/mL) 1.03 a 1. Ligação covalente e Envolvimento Biorreator ou fermentador (I.0 a 2. ligações iônicas e ligações covalentes parciais) Limitação: Influência do meio na capacidade de retenção das células ao suporte (concentração iônica.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I.2) Células imobilizadas em suportes Polímeros naturais Alginato K-Carragena Àgar Pectina Dextrana Colágeno Celulose Polímeros sintéticos Poliacrilamida Cloreto de polivinila Poliestireno Poliuretano Polietileno glicol Materiais inorgânicos Alumina Sílica Zircônia Vidro Diatomita Vermiculita Métodos de imobilização em partículas: Adsorção.5 1. pH.0 a 2.3 1. Ligação covalente (suporte com grupamento químico responsável pela imobilização da célula ao suporte) – silanização de esferas de vidro (100 a 500µm) seguida de reação com glutaraldeído.2) Células imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo ou fluidizado Métodos de imobilização 3. Materiais mais utilizados para partículas de gel são os polímeros naturais: Agar K-carragena Alginato Pectina Schmidell W. Envolvimento .Imobilização de células vivas Mais usado!! Confinamento de uma população celular em uma matriz polimérica formadora de um gel hidrofílico. V. (100 a 500 micra) O Suporte O Suporte HO O H -O-Si-C-C-C-NH2 O -O-Si-C-C-C-N-C-C-C-C-C O Tratamento com -aminopropil-trietoxisilano (APTS) Tratamento do aminoalquil-suporte com glutaraldeído Interação da carbonila do suporte com aminas da parede celular Limitação: Potencial toxicidade do sistema devido ao Glutaraldeído Schmidell W.2 – cap.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I. 16 Biorreator ou fermentador (I. V. et al.2) Células imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo ou fluidizado Métodos de imobilização 2. 16 Meio Substrato Produto 15 .2 – cap. 2001. Os poros da matriz formada são menores que as células contidas em seu interior. 2001. et al. Envolvimento Vantagens: a) Facilidade b) Baixíssima toxicidade c) Alta capacidade de retenção celular 16 .05 a 0.05/04/2013 Imobilização de células por envolvimento em gel hidrofílico induzida por Ca2+ e K+ Solução do polímero em água 1 a 4% Polissacarídeo + Células Partículas contendo células imobilizadas Agitador magnético Solução de KCl ou CaCl2 0.5 ou 5 mm e densidade populacional de até cerca de 250 mg de biomassa seca g-1 de matriz Biorreator ou fermentador (I.2) Células imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo ou fluidizado Métodos de imobilização 3.5M Partículas com diâmetro de 0. 17 .2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo ou fluidizados O confinamento celular permite a utilização de biorreatores de configurações bastante diferenciadas. contendo leito fixo ou fluidizado das partículas com as células imobilizadas. Envolvimento Desvantagem: Limitação imposta pela difusão intraparticular de substratos e produtos metabólicos Para minimizar os efeitos.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I. deve-se otimizar: •O tamanho da partícula. •A difusividade das espécies através da matriz polimérica •Concentração celular na partícula Biorreator ou fermentador (I.2) Células imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo ou fluidizado Métodos de imobilização 3. A maior parte dos biorreatores estudados para sistemas de células imobilizadas consistem-se de colunas operadas continuamente. 05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I. manutenção celulares. Suportes sólidos: células se aderem na superfície Partículas de gel: células aprisionam-se na rede de polímero (melhor retenção e maior área efetiva superficial para imobilização) Schmidell W. sílica etc). et al. cerâmica. 16 18 . V. 2001.2 – cap. em um K-carragena. pectina. Finalidade: atingir. 2001.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo Biocatalisador suporte inerte é imobilizado (alginato. et al. O meio é adicionado ou bombeado através da coluna preenchida com partículas onde estão aderidas ou aprisionadas as células que vão converter o substrato em produto. de elevadas podendo-se elevadas concentrações consequentemente. V. produtividades no processo em questão Schmidell W.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo Células ou enzimas são imobilizadas em grandes partículas sólidas ou gelatinosas formando “pacotes”.2 – cap. 16 Biorreator ou fermentador (I. vidro. 25-300C.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo: produção de vinagre Mistura de solução de álcool acidificado com ácido acético e nutrientes para o crescimento de bactérias produtoras do ácido acético e inóculo de espécies de Acetobacter. Bacilo GAeróbio Raspas de madeira Grades de madeira 19 . 16 Biorreator ou fermentador (I. 2001. et al.Produção tradicional de vinagre! Schmidell W.2 – cap. V.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo Aplicações: -Tratamento de resíduos (suportes sólidos – filtros biológicos) -Produção de enzimas (suportes gelatinosos) -Biotransformação de esteróides . É necessário sistema de controle de temperatura e o vinagre é produzido em 10 dias por este método. -Com o tempo há perda por lavagem de células aderidas ou aprisionadas Schmidell W. et al. V.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I. -Entupimento (crescimento das células) e alterações de fluxo (caminhos preferenciais). 2001.2 – cap.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo Vantagens: -Fácil recuperação do produto Desvantagens: -Deficiência na transferência de O2 e nutrientes. -Homogeneização prejudicada. 16 20 . SHS.gov. 3) Movimentação interna do fluido promovida por agitação mecânica Eventualmente: próprio gás carbônico formado durante o processo 21 .br/Prosab/1_esgoto_usp. 2) Reciclo parcial do efluente da coluna.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fixo Departamento de Hidráulica e Saneamento .05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fluidizado Adsorção ou envolvimento Podem ser definidos como grandes tubos ocos (colunas verticais) dentro dos quais partículas contendo células ou enzimas imobilizadas são carregadas (até cerca de 70% do volume útil) fluidizadas ou expandidas através de um dos mecanismos: 1) Gás inerte (N2 ou CO2) ou ar atmosférico inserido na base da coluna.htm Biorreator ou fermentador (I.EESC/USP Desenvolvimento de Reator Horizontal de Leito Fixo para Tratamento de Esgotos Sanitários.finep. da Escola de Engenharia de São Carlos . Reator anaeróbio de leito fixo Biomassa imobilizada em Espuma de poliuretano http://www. Biorreator ou fermentador (I.com/encyclopedia/Fluidized-bed-reactor 22 .nationmaster. http://www.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fluidizado Movimentação interna do fluido promovida por agitação mecânica.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I. o meio contendo as partículas sólidas se agita fazendo com que tenhamos um fluxo (Leito empacotado). Muito usado na indústria petroquímica. Se esse fluxo alcança uma certa velocidade as partículas sólidas se dispersam no líquido e se tem o leito fluidizado.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fluidizado Conforme o gás passa pelo distribuidor. para receber e tratar cerca de 40% da vazão dos esgotos gerados no Campus I da USP. et al.50 m e 15.2 – cap. -Fácil recuperação do produto (não precisa separar as células) -Não há problemas de entupimento como leito fixo -Boa produtividade volumétrica (maior que leito fixo e tanques agitados) Schmidell W. As fotos apresentam este reator e uma partícula (recheio) de carvão ativado.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fluidizado Biofilme no carvão O reator foi construído em aço carbono zincado a quente. Foi utilizado. V. mostrando o seu aspecto na fase de aderência de microrganismos para a formação do biofilme. 16 Biorreator ou fermentador (I.0 m de altura. 23 . -Baixo atrito.Alta taxa de transferência e homogeneização. de São Carlos .SP. com diâmetro da base de 1.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I. tendo como material do leito. 2001.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes Reatores com leito fluidizado Vantagens: . partículas de carvão ativado granulado. bem como um certo número de metais que são oxidados em compostos insolúveis em grande parte.05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I. e do nitrogênio amoniacal ("amoníaco") em nitrato. Assim poluentes orgânicos biodegradáveis são eliminados pelo biorreator (gorduras.Reatores de fibra oca (“hollow-fiber”) Biorreator ou fermentador (I.3) Células/enzimas confinadas entre membranas . etc). resíduos vegetais. os microrganismos (principalmente bactérias) transformam matéria poluída dissolvido em biomassa.Reatores com membranas planas Bioreactor de membrana combina tratamento biológico com um processo de separação utilizando membranas de microfiltração.3) Células/enzimas confinadas entre membranas . Os sólidos em suspensão são então eliminados por meio da membrana de microfiltração. ácidos orgânicos. No reator.Reatores com membranas planas . 24 . É constituído por um tanque reator e uma unidade de microfiltração. Reatores de fibra oca (“hollow-fiber”) http://www.3) Células/enzimas confinadas entre membranas .05/04/2013 Biorreator ou fermentador (I.fibercellsystems.Reatores de fibra oca (“hollow-fiber”) http://www.com/advantage.htm 25 .com/about.htm (I.3) Células/enzimas confinadas entre membranas .fibercellsystems. por outro. que absorve o meio de cultura líquido que traz os nutrientes. na literatura. Em geral. onde o conteúdo de líquido (substrato ou meio umidificante) ligado a ela está a um nível de atividade de água que. assegure o crescimento e metabolismo das células e. o suporte sólido atua como fonte de nutrientes Biorreator ou fermentador II) fermentação semi-sólida Substrato – forma natural: bagaço da cana. não exceda a máxima capacidade de ligação da água com a matriz sólida Materiais insolúveis em água sobre os quais microrganismos crescerão: -Suporte sólido que atua como fonte de nutrientes.05/04/2013 Biorreator ou fermentador II) Reatores em fase não-aquosa (fermentação semi-sólida) Definição de fermentação semi-sólida: Processo que se refere a cultura de microrganismos sobre ou dentro de partículas em matriz sólida (substrato ou material inerte). por um lado.forma sintética: argila Pode-se incorporar solução nutriente ao substrato sólido. farinha de soja (indutores da enzima) e ácido cítrico (favorece a produção da enzima) 26 . São adicionados: uréia (fonte de nitrogênio). visando adequá-lo melhor às condições nutricionais do microrganismo para a fermentação desejada Ex. -Matriz sólida. Produção de -galactosidase por Aspergilus niger em composto de farelo de trigo. sabugo de milho produtos ou resíduos agroindustriais – baixo ou nenhum valor comercial . água de maceração de milho (fonte de fatores de crescimento). inerte ou não. Alto grau de acessibilidade do microrganismo a todo o meio Porosidade Tamanho Formato das partículas Porosidade: absorção de água. farinha e farelo de soja. dissipação de gases e calor Biorreator ou fermentador II) fermentação semi-sólida Exemplos de matéria prima para fermentação em estado sólido e produtos finais: Farelo e palha de trigo. de uva. palha de arroz. melaço de cana-de-açúcar produção de álcool Bagaço de cana. facilita transporte de enzimas e metabólitos por entre o meio e os microrganismos Tamanho das partículas velocidade de fermentação Granulometria própria para permitir circulação do ar. Água de maceração de milho. shouyo 27 .05/04/2013 Biorreator ou fermentador II) fermentação semi-sólida Característica do substrato para maior rendimento: . farelo de milho produção de antibióticos Soja miso. bagaço da cana Produção de enzimas Bagaço da maçã. 05/04/2013 Biorreator ou fermentador II) fermentação semi-sólida Microrganismos: Fungos filamentosos (baixos níveis de água no sistema) Rhizopus renina microbiana Trichoderma Penicillium penicilina Aspergillus Bactéria: Bacillus thurigiensis produção de bioinseticida amilase Biorreator ou fermentador II) Reatores em fase não-aquosa (fermentação semi-sólida) Reatores estáticos Reatores com agitação Reatores com leito fixo Reatores com leito fluidizado gás-sólido Reatores de vidros Reatores de bandejas (madeira. bambu. alumínio) Esteira rolante Tubular horizontal (tambor rotativo) Ausência de água livre teor de umidade 30 a 80% que depende das características de retenção de água do substrato sólido empregado 28 . tanques. trigo. França. Originário da região de Rouergue. mandioca). Fermentação ocorre em níveis de umidade semelhantes aos encontrados no ambiente natural dos microrganismos Muito usado para processos que envolvem microrganismos filamentosos como a produção de enzimas por fungos filamentosos Biorreator ou fermentador II) fermentação semi-sólida Exemplos Queijo Roquefort É produzido com leite de ovelha não-pasteurizado ao qual é adicionado o fungo Penicillium roqueforti.br/queijo_roquefort. A umidade e a quantidade de ar no local de maturação. bandejas ou tambores rotatórios) Suportes podem ser resíduos agrícolas (palha. tem forma cilíndrica e pesa de 2 kg a 3 kg.queijosnobrasil. alimentos (grãos e farinhas) ou ainda suportes inertes (argilas).05/04/2013 Biorreator ou fermentador II) Reatores em fase não-aquosa (fermentação semi-sólida) Cultivo dos microrganismos em suportes sólidos sob baixo teor de umidade (frascos. A casca é pegajosa de cor marfim bem clara e a textura é macia. necessárias para que o fungo se desenvolva no queijo.asp?ID=16885 29 .htm http://www. 10 oC – 90% umidade várias semanas http://www. são rigorosamente controladas.com. fibra de cascas de arroz.com/tarn-aveyron-food-drink/DisplayArticle. colunas. com um aroma característico e sabor que pode ser mais ou menos picante de acordo com o grau de maturação. milho.frenchentree. Foram utilizadas.8 a um teor de umidade de 80% e temperatura de 250C a 300C. Penicillium citrinum. Penicillium chrysogenum. Trichoderma viride. tendo como substrato palha de trigo. como condições de processo. bagaço de cana seco ao sol.05/04/2013 Biorreator ou fermentador II) fermentação semi-sólida Celulase Foi observada a atividade celulolítica de extratos enzimáticos obtidos a partir de Trichoderma reesei. um pH inicial de 5. casca de arroz e fibra de coco. Biorreator ou fermentador II) fermentação semi-sólida Sequência típica de processo de produção de enzimas pelo método de cultura sólida Meio de cultura à base de farelo de trigo umedecido. esterilizado com vapor Resfriamento e inoculação com esporos de Aspergillus Mistura e colocação em bandejas ou tambores rotativos Incubação a 20 – 45 0C de 1 a 7 dias Extração de enzima com água ou solução tampão secagem e moagem da cultura Extrato enzimático Farelo enzimático 30 . Observou-se que a produção em meio sólido foi três vezes superior à submersa. durante um período de 7 – 14 dias. e Fusarium oxysporum. importante para formação de alguns produtos (fungos). -Maior facilidade de remoção do produto final. Ed Edgard Blücher LTDA. Aquarone E. 2001. Desvantagens: -Dificuldade de parâmetros físicos durante o cultivo (gradientes) -Natureza heterogênea do meio devido a dificuldades na homogeneização Bibliografia Schmidell W. Volume 2. Cap.05/04/2013 Biorreator ou fermentador II) Reatores em fase não-aquosa (fermentação semi-sólida) Vantagens da Fermentação semi-sólida em relação à fermentação submersa: -Menor custo de capital e operacional. -Permite o desenvolvimento de estruturas diferenciadas. 20 31 . 8-13 . -Ausência de atrito. 16. -Utilização de fontes de carbono não convencionais insolúveis. -Menor risco de contaminação (baixa umidade). Biotecnologia Industrial: Engenharia Bioquímica. São Paulo. Borzani W. Lima UA.
Report "Biorreatores e Processo Fermentativos IFSC"