Ampliação de escala de biorreatores de leito empacotado para a produção de celulases por fermentação em estado sólido

Resumo

O objetivo deste trabalho é ampliar a produção de celulases por fermentação em estado sólido (FES) em biorreator de leito fixo, empregando-se resíduos agroindustriais como substratos, através de várias estratégias de escalonamento. Apesar de a FES produzir altas concentrações de enzimas, esta técnica carece de conhecimento tecnológico que permita sua aplicação em larga escala. Para contribuir com o avanço na área, este projeto envolve etapas de experimentação e de simulação. A partir de um fermentador em escala de bancada, serão empregadas alternativas variadas escalonamento para superar as dificuldades de operação inerentes desta classe de bioreatores, quais sejam a segregação de umidade e a heterogeneidade térmica. Serão utilizados o fungo termofílico Myceliophtora thermophila e o mesofílico Trichoderma reesei, cultivados em bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo. O emprego de fungos de características distintas presta-se a avaliar se as alternativas tecnológicas encontradas terão amplo espectro de aplicação. As estratégias de ampliação de escala serão baseadas em alternativas empíricas e em modelos de previsão de transporte de calor neste sistema. A alternativa empírica será respaldada pelas encontradas em literatura clássica de reatores químicos heterogêneos, enquanto que a baseada em modelos terão as previsões de temperatura e de umidade como variáveis de resposta. Para a simulação do processo, será necessário obter experimentalmente as cinéticas de crescimento dos microrganismos. Culminará o procedimento a avaliação econômica de uma planta de produção de celulases. O projeto insere-se na temática do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN) e do Centro Paulista de Pesquisa em Bioenergia e dá continuidade ao projeto temático Aplicação de métodos físico-químicos e enzimáticos na sacarificação do bagaço de cana: Estudos de microrganismos, processos fermentativos relacionados e métodos de hidrólise (Proc. 2010/12624-0), coordenado pela Profa. Eleni Gomes, do qual o proponente é participante. (AU)