Comportamento da enzima peroxidase em diferentes desenhos de reatores microestruturados de placas planas e condições reacionais em escoamento contínuo

• Processo: 23/08453-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Silva Costa Teixeira
• Beneficiário: Frederico Massad Costa
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Atividade enzimática Peroxidase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atividade enzimática | distribuição de tempos de residência | peroxidase | processos avançados de tratamento | reatores contínuos | reatores microestruturados | reatores e processos bioenzimáticos

Resumo

As peroxidases são enzimas de elevado valor comercial que utilizam peróxidos para biocatalisar inúmeras reações na presença de substratos orgânicos e inorgânicos. Estudos recentes com peroxidases objetivam sua aplicação na área ambiental, tendo em vista sua capacidade de biodegradar poluentes. De forma geral, os estudos com peroxidase são desenvolvidos em sistemas batelada, havendo, portanto, importante lacuna quanto à aplicação dessas reações em escoamento contínuo. Estudos preliminares já indicaram que a dinâmica reacional e a estrutura proteica tridimensional da enzima podem ser modificadas ao mudar o processamento do modo batelada para contínuo. Nesse sentido, o presente projeto de Iniciação Científica tem como objetivo contribuir para a compreensão do comportamento da peroxidase do fungo Trichoderma em diferentes geometrias de distribuição de fluxo de reatores microestruturados e otimizar a operação do sistema reacional visando manter a eficiência catalítica. Inicialmente, a atividade enzimática será monitorada na entrada e saída do reator para três geometrias de distribuição de escoamento de reatores microestruturados produzidos por impressão 3D. Na sequência, a distribuição de tempos de residência será estudada para os traçadores peroxidase e guaiacol (substrato), para vazão de alimentação fixa. Por fim, para condições previamente selecionadas (geometria e vazão), o comportamento da reação enzimática em escoamento contínuo será otimizado, utilizando planejamento experimental. Considerando que não existem estudos em sistema contínuo de operação para peroxidases de fungo, o presente projeto contribuirá para a engenharia de tecnologias sustentáveis e inovadoras, com potencial aplicação em diversas áreas. Além disso, o desenho de reatores enzimáticos é uma área em ascensão nas indústrias farmacêutica e química, visando substituir processos convencionais por outros baseados em biocatalisadores.