Sonda in-situ para o monitoramento em tempo real da viabilidade da biomassa de leveduras durante a fermentação do etanol

• Processo: 12/01126-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 04 de junho de 2012
• Data de Término da vigência: 03 de março de 2013
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Valdinei Luís Belini
• Beneficiário: Valdinei Luís Belini
• Pesquisador Anfitrião: Hajo Suhr
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Hochschule Mannheim University of Applied Sciences, Alemanha
• Assunto(s): Energia renovável Biomassa Aprendizado computacional Automação industrial Redes neurais (computação)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aprendizado de Máquina | Automação de análise de bioprocessos | Densidade da biomassa de leveduras | Fermentação do etanol | Processamento de Imagem | rede neural artificial | Energia renovável

Resumo

Tradicionalmente a estimativa da viabilidade e da densidade de leveduras tem sido desempenhada manualmente (hemacitômetro). Embora ela seja uma técnica de baixo custo e bem conhecida ela é sujeita a erros e demanda tempos consideráveis para a aquisição, preparo e análise das amostras. Sob a hipótese de que informações provenientes de medidas mais consistentes e em tempo real possam representar as verdadeiras condições fermentativas das leveduras, a presente pesquisa tem o objetivo de propor, implementar e avaliar a eficácia de uma sonda baseada na técnica da microscopia in situ (ISM) para monitorar a viabilidade e a densidade de leveduras diretamente das dornas de fermentação durante todo o processo de fermentação. As imagens a serem obtidas por essa sonda, sem a necessidade de obter amostras ou usar reagentes, serão processadas externamente e analisadas por matrizes de co-ocorrência e uma rede neural artificial (RNA) para automaticamente estimar os parâmetros de interesse. Pretende-se, com essa técnica in situ, ser capaz de detectar mais precisamente o ótimo momento no qual a fermentação alcoólica atingiu o seu máximo desempenho e deve, portanto, ser interrompida. O desempenho do sistema será demonstrado com resultados estatisticamente significativos em operações industriais de fermentação. Essa proposta inclui a contextualização e a justificativa do problema sob investigação, uma síntese dos trabalhos relacionados ao tópico, os resultados esperados, um plano de trabalho com um cronograma, materiais e métodos, análise dos resultados e a justificativa para desenvolver a pesquisa no exterior. (AU)

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BELINI, V. L.; CAURIN, G. A. P.; WIEDEMANN, P.; SUHR, H.. YEAST FERMENTATION OF SUGARCANE FOR ETHANOL PRODUCTION: CAN IT BE MONITORED BY USING IN SITU MICROSCOPY?. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 34, n. 4, p. 949-959, OCT-DEC 2017. (12/01126-5)

BELINI, V. L.; CAURIN, G. A. P.; WIEDEMANN, P.; SUHR, H.. YEAST FERMENTATION OF SUGARCANE FOR ETHANOL PRODUCTION: CAN IT BE MONITORED BY USING IN SITU MICROSCOPY?. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 34, n. 4, p. 11-pg., 2017-10-01. (12/01126-5)

V. L. BELINI; G. A. P. CAURIN; P. WIEDEMANN; H. SUHR. Yeast fermentation of sugarcane for ethanol production: Can it be monitored by using in situ microscopy?. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 34, n. 4, p. 949-959, 2017-10-00. (12/01126-5)

BELINI, VALDINEI LUIS; WIEDEMANN, PHILIPP; SUHR, HAJO. In situ microscopy: A perspective for industrial bioethanol production monitoring. Journal of Microbiological Methods, v. 93, n. 3, p. 224-232, JUN 2013. (12/01126-5)