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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2020
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2020
Área do 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

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)