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Avaliação das condições hidrodinâmicas, de cisalhamento e de transferência de oxigênio de diferentes modelos de biorreatores pneumáticos

Processo: 12/17756-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2013
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2016
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Alberto Colli Badino Junior
Beneficiário:Caroline Eliza Mendes
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Cisalhamento   Engenharia bioquímica   Fluidos não newtonianos

Resumo

Reatores pneumáticos têm sido amplamente empregados em diversos setores da indústria química, principalmente onde requer-se altas taxas de transferência de calor e massa, rápida mistura e velocidades de cisalhamento adequadas, como é o caso do cultivo de células sensíveis, como fungos e bactérias, assim como na produção de compostos bioativos por parte destes micro-organismos. Desta forma, com o intuito de avaliar a eficiência ou prever o aumento de escala destes reatores, é de suma importância o estudo detalhado da hidrodinâmica, transferência de massa e cisalhamento destes equipamentos, uma vez que estes parâmetros descrevem seu comportamento frente a diferentes condições operacionais e fluidos de trabalho. Entretanto, a escassez de trabalhos que analisam grande número de parâmetros e principalmente os poucos relatos de estudo de cisalhamento para este tipo de reatores para diferentes condições operacionais, nos levaram a elaboração do presente trabalho, que visa inicialmente à avaliação das condições hidrodinâmicas, de cisalhamento e transferência de massa em biorreatores do tipo coluna de bolhas, airlift de tubos concêntricos e airlift split-cylinder, em escalas de 5 e 10 litros de volume útil, frente a diferentes fluidos newtonianos e não-newtonianos. Posteriormente, em uma etapa secundária do trabalho, propõe-se realizar cultivos de um determinado micro-organismo teste visando a produção de um biocomposto a partir deste, utilizando-se os reatores estudados afim de avaliar os seus comportamentos e eficiências em relação ao bioprocesso escolhido. (AU)

Publicações científicas (5)
(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)
MESTRE, JULIA C.; CERRI, MARCEL O.; ESPERANCA, MATEUS N.; PEDROLLI, DANIELLE B.; BADINO, ALBERTO C. Aeration step method for k(L)a measurement under growth conditions in pneumatic bioreactors. JOURNAL OF CHEMICAL TECHNOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, v. 94, n. 7, p. 2327-2332, JUL 2019. Citações Web of Science: 0.
ESPERANCA, MATEUS N.; MENDES, CAROLINE E.; RODRIGUEZ, GUILHERME Y.; CERRI, MARCEL O.; BETTEGA, RODRIGO; BADINO, ALBERTO C. Average shear rate in airlift bioreactors: searching for the true value. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 42, n. 6, p. 995-1008, JUN 2019. Citações Web of Science: 0.
MENDES, CAROLINE E.; BADINO, ALBERTO C. Hydrodynamics of Newtonian and non-Newtonian liquids in internal-loop airlift reactors. Biochemical Engineering Journal, v. 109, p. 137-152, MAY 15 2016. Citações Web of Science: 4.
RODRIGUEZ, G. Y.; VALVERDE-RAMIREZ, M.; MENDES, C. E.; BETTEGA, R.; BADINO, A. C. Global performance parameters for different pneumatic bioreactors operating with water and glycerol solution: experimental data and CFD simulation. Bioprocess and Biosystems Engineering, v. 38, n. 11, p. 2063-2075, NOV 2015. Citações Web of Science: 4.
MENDES, CAROLINE E.; BADINO, ALBERTO C. Oxygen transfer in different pneumatic bioreactors containing viscous Newtonian fluids. CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN, v. 94, p. 456-465, FEB 2015. Citações Web of Science: 10.

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