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

• Processo: 12/17756-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2013
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2016
• Área de 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cisalhamento | fluidos não-newtonianos | Reatores pneumáticos | Engenharia bioquímica

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

(8)

(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)

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. (11/23807-1, 12/17756-8)

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. (11/23807-1, 18/11405-5, 12/17756-8)

ESPERANCA, MATEUS N.; MENDES, CAROLINE E.; RODRIGUEZ, GUILHERME Y.; CERRI, MARCEL O.; BETTEGA, RODRIGO; BADINO, ALBERTO C.. Sparger design as key parameter to define shear conditions in pneumatic bioreactors. Biochemical Engineering Journal, v. 157, APR 15 2020. (11/23807-1, 12/17756-8)

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. (11/23807-1, 12/17756-8)

ESPERANCA, MATEUS N.; BUFFO, MARIANE M.; MENDES, CAROLINE E.; RODRIGUEZ, GUILHERME Y.; BETTEGA, RODRIGO; BADINO, ALBERTO C.; CERRI, MARCEL O.. inking maximal shear rate and energy dissipation/circulation function in airlift bioreactor. Biochemical Engineering Journal, v. 178, JAN 2022. (18/11405-5, 20/08699-7, 11/23807-1, 12/17756-8)

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. (11/23807-1, 12/17756-8)

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. (11/23807-1, 12/17756-8)

ESPERANCA, MATEUS N.; CERRI, MARCEL O.; MAZZIERO, VITOR T.; BETTEGA, RODRIGO; BADINO, ALBERTO C.. Hydrodynamic comparison of different geometries of square cross-section airlift bioreactor using computational fluid dynamics. INTERNATIONAL JOURNAL OF CHEMICAL REACTOR ENGINEERING, v. N/A, p. 13-pg., 2023-07-07. (12/17756-8, 11/23807-1, 20/08699-7)