Caracterização de um novo gerador de bolhas finas para aplicação em bioprocessos

• Processo: 21/06659-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2022
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Alberto Colli Badino Junior
• Beneficiário: Rauber Daniel Pereira
• Supervisor: Adel M. Al-Taweel
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Dalhousie University, Canadá
• Vinculado à bolsa: 18/24460-4 - Geração de microbolhas em biorreatores pneumáticos: aplicação na fermentação alcoólica extrativa utilizando dióxido de carbono como gás de arraste, BP.DR
• Assunto(s): Reatores biológicos Transporte de massa Bioprocessos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biorreatores | Bolhas Finas | Caracterização de Equipamento | Gerador de Bolhas Finas | Transferência de massa | Desenvolvimento e Caracterização de Equipamentos

Resumo

Esta proposta para bolsa estágio de pesquisa no exterior está nos moldes do doutorado com título: "Geração de Microbolhas em Biorreatores Pneumáticos: Aplicação na Fermentação Alcoólica Extrativa Utilizando Dióxido de Carbono como Gás de Arraste" em execução no âmbito do Processo FAPESP 2018/24460-4. Pretendemos desenvolver esta proposta em cooperação com o Prof. Dr. Adel M. Al-Taweel da Dalhousie University, Halifax - NS, Canadá. Este estágio de pesquisa internacional tem por objetivo caracterizar e aplicar um novo sistema de geração de bolhas finas, baseado no princípio do fluxo oscilatório de gás por aspersores convencionais, proposto no atual projeto de doutorado em andamento. Este novo equipamento, denominado Gerador de Bolhas Finas (GBF), comparado com sistemas convencionais, tem apresentado resultados satisfatórios quanto ao aumento dos coeficientes de transferência de massa tanto no processo de aeração quanto no processo de extração de etanol por arraste gasoso em biorreator tipo coluna de bolhas de 10 L. No entanto, a determinação desses coeficientes não é suficiente para a caracterização do sistema GBF. Portanto, faz-se necessária uma medição precisa do diâmetro médio da bolhas e da retenção gasosa da dispersão gás-líquido em diferentes condições de operação. Além disso, como a proposta final de aplicação deste novo sistema visa o processo de extração de etanol por arraste gasoso nas dornas industriais presentes na indústria sucroalcooleira, a avaliação do desempenho do sistema GBF em biorreatores maiores que 10 L é essencial. A experiência do Prof. Adel M. Al-Taweel no campo da engenharia de processos, as metodologias de medição de tamanho médio de bolhas e de retenção de gasosa desenvolvidas por seu grupo de pesquisa, além das instalações físicas da Dalhousie University permitirão o cumprimento dos objetivos desta proposta. O desempenho do sistema GBF será avaliado em um biorreator de 173 L, quanto ao diâmetro médio das bolhas geradas, retenção gasosa e coeficiente volumétrico de transferência de massa (kLa), sob diferentes condições de operação: frequência de oscilação, altura da coluna de líquido e concentração de contaminantes. Essa caracterização é essencial para qualquer tentativa de aumento de escala do processo. (AU)