Desenvolvimento de Biorreator Cerâmico Poroso para Produção Estéril e Eficiente de Inoculantes Microbianos e o Desenvolvimento de uma Agricultura Resiliente e Sustentável

• Processo: 25/11884-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Cauê Ribeiro de Oliveira
• Beneficiário: Mariana Govoni Brondi Wolf
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Agricultura sustentável Reatores biológicos Controle biológico Fermentação em estado sólido Inoculantes microbianos Engenharia de bioprocessos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agricultura Sustentável | biorreator | Controle Biológico | fermentação em estado sólido | Inoculantes microbianos | Reator Cerâmico | Engenharia de Bioprocessos

Resumo

A produção industrial de inoculantes microbianos por meio da fermentação em estado sólido (FES) apresenta algumas limitações que podem comprometer a qualidade do produto, tais como a elevada ocorrência de contaminações, a baixa eficiência nos processos de recuperação de esporos, dificuldade no controle de temperatura e umidade, e um conflito ético e socioeconômico associado ao uso de substratos de alto valor alimentar para o crescimento dos microrganismos. Com o objetivo de mitigar essas questões, o presente projeto de pós-doutorado propõe o desenvolvimento de um biorreator cerâmico poroso para o cultivo estéril e eficiente de inoculantes microbianos esporulantes. O sistema será projetado para operar com diferentes microrganismos (aqui representados pelo fungo Trichoderma harzianum e pela bactéria Bacillus subtilis, utilizados como modelos para validar o conceito desenvolvido, mas com potencial de adaptação a outras espécies), sem a necessidade de utilização de substratos alimentares. O reator será composto por um filtro cerâmico oco e poroso, confinado em uma câmara isolada com atmosfera interna controlada. O meio de cultura, formulado à base de biopolímeros, resíduos agroindustriais e outros aditivos, será aplicado na superfície externa do filtro, onde ocorrerá o crescimento microbiano. Após o crescimento, os esporos imobilizados no meio de cultura - que também atuará como barreira de proteção ao microrganismo durante as etapas de armazenamento, transporte e após a aplicação do produto em plantações - serão recuperados por meio de um jato de ar comprimido, resultando em um material com potencial para aplicação direta como bioinoculante. A proposta integra os princípios da sustentabilidade, biossegurança, economia circular e inovação em engenharia de bioprocessos, estando alinhada aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU. Os resultados esperados incluem: o desenvolvimento de um protótipo funcional do reator, a produção de biomassa com alta viabilidade e virulência, a redução de contaminações cruzadas, a mitigação do uso de substratos alimentares como meio de cultura, o reuso eficiente do sistema e a geração de conhecimento técnico-científico aplicável à agricultura sustentável.