Modelagem, simulação e análise técnico-econômica de um reator de leito fixo com células fúngicas imobilizadas para produção de frutooligossacarídeos

• Processo: 21/08419-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Everson Alves Miranda
• Beneficiário: Renato Barbosa Pagnano
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Frutooligossacarídeos Reatores de leito fluidificado Reatores biológicos Processos bioquímicos Processos industriais Métodos de análise Modelagem Simulação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise técnico-econômica | Biorreator de leito fixo | frutooligossacarídeos | Fungo imobilizado | Modelagem | Simulação | Processos bioquímicos

Resumo

Os frutooligossacarídeos são prebióticos pertencentes à classe dos oligômeros de frutose, cuja produção em larga escala inexiste no Brasil. Apesar de várias pesquisas visando a sua produção, há a ausência de estudos de viabilidade econômica dos processos em desenvolvimento. Nesse contexto, este projeto visa realizar a modelagem, simulação e análise técnico-econômica de um reator de leito fixo com células fúngicas imobilizadas em operação contínua para produção de frutooligossacarídeos, compondo a primeira etapa para uma futura análise integral desse processo, que incluirá as etapas de recuperação e purificação. O caso base estudado refere-se à rota de conversão da sacarose em frutooligossacarídeos pela enzima frutosiltransferase presente na massa fúngica de Aspergillus oryzae IPT-301 imobilizada em um monolito de poliuretano. A modelagem e simulação do biorreator será realizada com o software EMSO, obtendo-se, assim, os balanços de massa e energia para a etapa de biorreação. Na análise técnico-econômica serão obtidos o capital fixo e o custo de operação deste biorreator, visando identificar pontos chaves que impactam seu desempenho econômico com a avaliação dos efeitos dos seguintes parâmetros: temperatura, pH, vazão e concentração da alimentação de sacarose, atividade do catalisador, o tempo de vida útil e custo de produção (no site da planta) de uma carga de biocatalisador. Assim, este estudo permitirá um direcionamento de futuros trabalhos de pesquisa da produção de frutooligossacarídeos, com consequente efeito na projeção de investimento neste processo e na maior aproximação de avanços obtidos na academia com a indústria. (AU)