L-lactic acid production process development obtained from sugars fermentation: kinetic data obtaining and separation processes evaluation

• Grant number: 11/11742-2
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate
• Start date: November 01, 2011
• End date: February 29, 2016
• Field of knowledge: Engineering - Chemical Engineering
• Principal Investigator: Maria Regina Wolf Maciel
• Grantee: Ana Lívia Chemeli Senedese
• Host Institution: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brazil

Abstract

O ácido láctico é o ácido com maior ocorrência na natureza. Tradicionalmente, é usado na indústria de alimentos, de cosméticos, farmacêutica e química, além da aplicação mais recente na Engenharia Tecidual por meio da síntese de PLLA. O ácido láctico pode ser produzido por síntese química ou por processo fermentativo. Este ácido pode ser obtido pela ação fermentativa de bactérias, leveduras e por alguns fungos filamentosos, porém os microrganismos mais empregados na fermentação são as bactérias lácticas. As características desejáveis de um microrganismo a ser utilizado industrialmente para produção de ácido láctico são: capacidade de fermentar matéria-prima barata de forma rápida e completa; quantidade mínima de substâncias nitrogenadas; altos rendimentos em baixos valores de pH e altas temperaturas; baixa quantidade de massa celular; e quantidades negligenciáveis de bioprodutos secundários. Os objetivos deste trabalho, vinculado ao projeto Instituto Nacional de Ciência & Tecnologia em Biofabricação (BIOFABRIS), projeto temático FAPESP (2008/57680-3), destinado ao desenvolvimento de uma metodologia para a biofabricação de estruturas bioativas de modo a promover e melhorar o desempenho de órgãos ou tecidos, consistem na otimização da produção de L-ácido láctico por processos fermentativos, visando alto rendimento de produto, seletividade (redução de bioprodutos secundários), produtividade e custo reduzido pela utilização de substratos alternativos, em especial, obtidos a partir da cana. Pretende-se obter melhor entendimento da interação entre microrganismo e seu ambiente, e da regulação do caminho metabólico microbiano. Será feita uma seleção das três melhores bactérias lácticas para utilização no projeto. Serão avaliados os sistemas de fermentação batelada alimentada e contínua, com o objetivo de evitar inibição pelo substrato e pelo produto formado, e diminuir a adição de base para ajuste de pH do caldo em fermentação. A influência dos parâmetros operacionais do processo serão avaliados e otimizados. O L-ácido láctico obtido a partir da fermentação de açúcares será separado e purificado por processos otimizados a serem definidos. O produto final do processo, o L-ácido láctico, será usado, posteriormente, na síntese de poli-L-ácido láctico (PLLA). (AU)

Academic Publications

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SENEDESE, Ana Lívia Chemeli. L-lactic acid production process development obtained from sugars fermentation: kinetic data obtaining and separation processes evaluation. 2016. Doctoral Thesis - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química Campinas, SP.