Relatorio Sobre Fermentacao De Bancada

Resumo

Foi apresentado um biorreator NBS-BioFlo III e este foi montado de acordo com as especificações citadas no seu manual. Após montagem dados experimentais referentes à dimensões do fermentador foram colhidos, expostos e alguns comparados com a literatura.

Objetivo

Descrever passo a passo os procedimentos paraa realização de uma fermentação de bancada, especialmente quando se utiliza um fermentador NBS (New Brunswick Scientific) BioFlo III.

Introdução

Biorreatores, reatores bioquímicos, ou reatores biológicos são os reatores químicos nos quais ocorre uma serie de reações químicas catalisadas por biocatalisadores. Um biorreator consiste em um sistema aberto ou fechado, onde há a manipulação dos parâmetros físicos (pH, concentração de reagentes, transferência de calor e massa, aeração) de forma a regular a catálise, promovendo um melhor rendimento em biomassa e/ou produto, além de tentar minimizar os custos de produção. Eles geralmente são tanques cilíndricos que apresentam ou não sistema de agitação, mas também podem ser um simples erlenmeyer. Novos modelos de biorreatores aparecem constantemente, de forma a melhorar a qualidade do processo dependendo do tipo de célula a ser cultivada (bactérias, fungos, tecidos animais ou vegetais, células ou enzimas imobilizadas, etc.).

Ao se utilizar um reator bioquímico as condições abaixo listadas devem ser sempre consideradas e, se possível, atendidas (Camargo):

O reator deve ser capaz de manter-se estéril e trabalhar sem problemas por longos períodos;

As exigências metabólicas dos microrganismos, quanto a aeração e agitação, devem ser sempre satisfeitas, porem mantendo a integridade dos mesmos;

A potência absorvida deve ser a menor possível;

Um eficiente sistema de controle de temperatura deve estar disponível;

Um sistema de tomada de amostras à prova de contaminação do conteúdo do fermentador deve ser parte integrante do equipamento;

Perdas por evaporação devem ser mantidas ao mínimo;

Eficiente sistema de controle dos gases e saída do fermentador devem estar disponíveis;

O reator deve exigir o mínimo em mão-de-obra para sua operação, limpeza e manutenção;

O reator deve preencher, sempre que possível, a característica de multi-propósito, contudo, a regulamentação de contenção ambiental e a possibilidade de contaminações cruzadas podem ser fatores limitantes;

Na medida do possível, o reator deve manter uma geometria similar à dos reatores menores ou maiores, a fim de facilitar a ampliação de escala do processo.

Fermentadores, que são biorreatores, podem ter escalas variadas dependendo do tipo de aplicação. Reatores de bancada podem ter volumes que variam entre 1L a 30L, os piloto de 100 a 1000L e os industriais de 1000 a 1000000L.

A fermentação de bancada, ou de pequena escala, que é a discutida neste relatório, tem grande importância. Isto porque inicialmente utiliza-se biorreatores menores para se investigar qual é o melhor microrganismo a ser utilizado, qual meio de cultivo proporcionará um melhor crescimento e quais condições operacionais são mais favoráveis para a formação do produto desejado. São feitos estudos sobre parâmetros como: transferência de massa, agitação, taxa de cisalhamento, formação de espuma, energia necessária, taxa de diluição, forma e tamanho do biorreator, pH, temperatura, entre outros. Isso deve ser feito em pequena escala porque não seria vantajoso fazer esses testes em larga escala, correndo o risco de perder grandes quantidades de material e ter um prejuízo econômico.

O reator utilizado foi um NBS BioFlo III. O BioFlo III é um biorator versátil que oferece um sistema de fermentação completo em um aparelho compacto. Ele é equipado com um microprocessador para controle de pH, oxigênio dissolvido (OD), agitação, temperatura, taxa de alimentação de nutrientes, e controle de espuma, e uma porta serial de comunicação com um computador, para controle e supervisão dos dados recolhidos. Um vaso fermentador de 5L do BioFlo III tem um volume máximo de trabalho, sob condições de agitação alta, de 40-4,5L. Um volume inical de 3 L é recomendado para períodos curtos de indução ( <40h), enquanto períodos longos de indução requerem um volume inicial de 2-2,5 L. (Higgins & Cregg, 1998) 

Materiais e métodos

Todos os materiais e procedimentos de montagem estão descrito no protocolo entregue pela professora Rita de Cassia L. B. Rodrigues no dia 7 de Março de 2013.

Primeiro foram apresentadas as peças do fermentador para depois ser feita a montagem apropriada do mesmo e verificar alguns procedimentos básicos.

Materiais:

Vaso do fermentador;

Cabeça do fementador;

Tubo deaeracao;

Tubo de amostragem;

Membrana de eletrodo;

Graxa de silicone para lubrificação de anéis de vedação;

Termopar;

Amostrador;

Sonda anti-espuma;

Chicanas;

Eletrodo de pH;

Sonda de O.D.

Abaixo são apresentadas figuras das diferentes partes do fermentador.

Fig 2. Parte 2, B - Reator montado