APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS NA ÁREA DE ENGENHARIA DE BIO PROCESSOS E BIOTECNOLOGIA

APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS NA ÁREA DE ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS E BIOTECNOLOGIA

Rafael Rochadelli*

Rafaela Grasieri Brandão**

Resumo

O uso de ferramentas computacionais no âmbito acadêmico proporciona uma expansão

do conhecimento dos discentes através da simulação de diferentes cenários de determinados processos e a aplicação de conceitos fundamentais. A evolução constante da tecnologia e desenvolvimento de novos produtos cada vez mais completos e eficientes tem possibilitado uma maior praticidade na área de modelagem e simulação de processos, estes podendo ser comuns mas na maioria das vezes complexos.

O intuito desta pesquisa é comentar a historia da biotecnologia, citar as áreas de atuação dos bioprocessos e de informar a influência do uso de ferramentas computacionais , podendo estas serem hardware ou software para resolução de problemas dentro de todas as áreas que a Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia abrange.

Palavras Chaves: Hardware e Software; Biotecnologia; Desenvolvimento.

APPLICATION OF COMPUTATIONAL TOOLS IN THE ENGINEERING AREA OF ​​BIOPROCESSES AND BIOTECHNOLOGY

Abstract

The use of computational tools in the academic field provides an knowledge of the students through the simulation of different scenarios of certain processes and the application of fundamental concepts. The constant evolution of technology and the development of new products that are increasingly complete and efficient have made it possible to be more practical in the area of ​​modeling and simulation of processes, which may be common but most often complex.

The purpose of this research is to comment on the history of biotechnology, to mention the areas of bioprocessing and to inform the influence of the use of computational tools, which may be hardware or software for solving problems within all areas that Bioprocess Engineering and Biotechnology covers.

Keywords: Hardware and Software; Biotechnology; Development.

Introdução

O termo biotecnologia pode ser definido como a aplicação de princípios científicos e tecnológicos no processamento de materiais por agentes biológicos visando à produção de serviços e mercadorias, na década de 70, a biotecnologia tradicional era uma disciplina confinada a departamentos de engenharia química e a programas de microbiologia, entretanto em 1971, o termo “biotecnologia” foi criado pelo engenheiro húngaro Karl Ereky que utilizou o termo para descrever seu experimento que visava à produção em larga escala de suínos alimentados com beterrabas cultivadas com microrganismos desta forma definindo biotecnologia como todas as linhas de pesquisa que envolve a geração de produtos a partir de matérias-primas que receberam a adição de materiais vivos. Contudo, esta terminologia permaneceu bastante ambígua entre os cientistas e, somente em 1961, o termo foi então associado com o estudo da produção industrial de bens e serviços por procedimentos que utilizam organismos, sistemas ou processos biológicos. Isto se deve ao microbiologista sueco Carl Gören Hedén, que sugeriu a mudança de título de um jornal de publicação científica na área de microbiologia aplicada e fermentação industrial, intitulado de “Jornal de Microbiologia e Engenharia Bioquímica e Tecnologia” para “Biotecnologia e Bioengenharia” (Arbix, 2007).

A biotecnologia tradicional possui como foco três aspectos principais, sendo eles: preparação da matéria-prima a ser utilizada como fonte para os microrganismos; o processo de fermentação do material em biorreatores, obtendo-se a biotransformação e produção do material desejado; e a purificação do produto final (Arbix, 2007).                

A revolução da biotecnologia tradicional veio com o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante, o que envolve um conhecimento multidisciplinar. Além da sabedoria de microbiologistas e engenheiros químicos, a nível industrial, a tecnologia do DNA recombinante programou as descobertas advindas da biologia molecular e genética, esta união passou então a ser denominada biotecnologia molecular (Schenberg G. C. A., 2010).

A biotecnologia molecular abriu a perspectiva de mudanças rápidas. Atualmente, as novas técnicas permitem uma alta produção e a criação de novas fábricas biológicas em menor tempo, de forma mais eficiente e com menor custo, desta forma sendo fascinante aos pesquisadores da área (Schenberg G. C. A., 2010).

Os bioprocessos buscam a inovação através das modernas técnicas da bioengenharia, no isolamento de células ou tecidos específicos, de enzimas e de biocompostos que tem por objetivo projetar a produção em escala industrial de novos produtos ou serviços, por sua vez, intermediados por estas células, sendo a área responsável pelos desenvolvimentos de processos enzimáticos e fermentativos para aproveitamento de resíduos e obtenção de co-produtos, otimização de bioprocessos e avaliação de novas cepas de microrganismos usados na agro industrialização de alimentos, entre tantos outros existentes (Siqueira, 2013).

De acordo com o DECRETO Nº 6.041, DE 8 DE FEVEREIRO DE 2007, a biotecnologia esta diretamente ligada às áreas da Saúde Humana, área de Agropecuária, área Industrial e a área Ambiental, possuindo assim um vasto campo de pesquisa.

O desenvolvimento das ferramentas computacionais possibilita a expansão de uma fronteira até então pouco explorada, a da incorporação da modelagem e simulação como método de ensino. O principal intuito desta aplicação deve-se ao fato da busca da expansão do entendimento sobre conceitos aplicados e capacidade de análise através da interpretação do comportamento de determinados processos (Silva, et al. 2015).

Levantamento

Na busca por uma ferramenta computacional que solucione os problemas de pesquisas de base cientifica, sempre existe grande dificuldade em saber qual o certo a se escolher.

Sendo assim listamos alguns softwares e hardwares que podem auxiliar em pesquisas dentro da área da biotecnologia tendo como objetivo principal informar e facilitar a vida da comunidade cientifica, mas a frente trataremos de cada um de forma individual e explicativa.

• Softwares

Virtual Lab;

Ciclo Celular;

EfficienCity;

• Hardwares

Labmax 560;