Desenvolvimento de algoritmos de simulação e modelagem computacional de processos fermentativos microbianos operando em batelada, batelada alimentada e contínuo para aplicação didática usando Python como linguagem de programação

• Processo: 19/24737-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2020
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Marcel Otavio Cerri
• Beneficiário: Bruna Aparecida Quitério
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCFAR). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Linguagem de programação Python Algoritmos Processos bioquímicos Equações Modelagem computacional Modelos matemáticos Análise de dados Simulação por computador
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: crescimento microbiano | Modelagem | python | Simulação | Modelagem e Simulação

Resumo

Os modelos matemáticos constituem-se como ferramentas indispensáveis para a simulação, o controle, o acompanhamento e a otimização de processos bioquímicos e biotecnológicos, tendo, para tanto, como base a utilização de equações de complexidade variável, as quais, uma vez correta e adequadamente validadas para atender as peculiaridades de um dado processo, fornecem informações com alto grau de confiança acerca do mesmo, contribuindo, dessa forma, com a redução de recursos financeiros e operacionais. Nesse sentido, as técnicas de computação científica surgem como importantes facilitadoras das etapas de modelagem de processos, com destaque para as desenvolvidas em linguagem Python, uma atraente alternativa para a simulação e modelagem de reações de fermentação que ocorrem em reatores operando em batelada, batelada alimentada e contínuo, em vista da disponibilidade de bibliotecas poderosas de análise de dados e cálculos matemáticos, bem como de ambientes de programação totalmente open source aos usuários programadores, seguindo uma sintaxe de relativa simplicidade de compreensão lógica e manipulação. Em vista disso, a implementação de modelos matemáticos deduzidos a partir de equacionamentos de balanços de massa simples, flexíveis e personalizáveis para cada tipo de fermentação, através de algoritmos desenvolvidos integralmente em Python, irá contribuir extensivamente para o estudo, em ambientes acadêmicos, dos comportamentos cinético e químico de processos fermentativos microbianos, tornando-se uma valiosa ferramenta didática para a aquisição desses conhecimentos por alunos e docentes de maneira dinâmica e facilitada. (AU)