O Fósforo Reativo

Bioengenharia

Curso: Eng. Química

BIOPRODUÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO

SUMÁRIO

1. Objetivo        3

2. Introdução        3

4. Meios de cultura        3

5. Matérias Primas        4

6. Mecanismos de obtenção do ácido cítrico        4

7. Fatores que influenciam na produção do ácido cítrico.............................................5

8. Recuperação do ácido cítrico...................................................................................6

9. Referências bibliográficas        6

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1. Objetivo

        Estudar os mecanismos de obtenção de ácido cítrico por meio de bioprocesso de fermentação.

2. Introdução

Há Bioprocessos bastante exigentes quanto à esterilidade dos meios de cultivo, havendo, também, grande rigor asséptico não só no transporte do meio esterilizado ao biorreator, bem como no próprio sistema reacional. Pode-se citar como exemplos de processos que demandam esterilização: a produção de antibióticos, vacinas, vitaminas e enzimas. Por outro lado, outros requerem apenas uma esterilização incipiente (pasteurização), tendo em vista que o próprio produto age como uma ‘proteção’ à contaminação, devido ao seu caráter tóxico aos microrganismos contaminantes. A bioprodução de combustíveis, solventes e ácidos orgânicos insere-se neste último caso. Há, ainda, Bioprocessos em que se prescinde totalmente de assepsia, como é o caso dos biotratamentos, nos quais a microbiota nativa ou exógena, atuando de forma consorciada, é extremamente desejável para se reduzir da carga orgânica poluidora.

Um processo para se obter energia que pode ocorrer sem a presença de oxigênio é a fermentação. O processo fermentativo transforma uma substância em outra por meio de microrganismos como fungo e bactérias. No estudo na biotecnologia refere-se a fermentação a fim de definir processos aeróbios e/anaeróbios.

O tipo de microrganismo é que irá definir o produto resultante da fermentação. O bom desempenho do processo fermentativo depende de quatro pontos básicos, sendo eles: meio de cultura, microrganismos, forma de condução de um processo fermentativo e as etapas de recuperação do produto. Além dos quatro pontos básicos, o meio de cultura e o microrganismo utilizado devem ser compatíveis, possibilitando que o microrganismo desempenhe suas funções metabólicas, conseguindo portanto bons resultados. Baseado nisso é necessário estudar qual o produto a ser desenvolvido e definir qual microrganismo e meio de cultura devem ser utilizados.

Dentre as diversas formas de aplicação de bioprocesso podemos destacar a fermentação para obtenção de ácido cítrico, realizada, eu sua maioria por meio do processo submerso, a partir de melaço de cana-de-açucar e de beterraba. Tal processo abrange 90% da produção do ácido cítrico, uma vez que esta síntese é mais econômica e mais simples que a via química.

4. Meios de cultura

Os meios de cultura são constituídos por uma mistura de nutrientes necessários para o desenvolvimento de microrganismos. Estes meios podem ser preparados em laboratório com pós-desidratados, ou comprados prontos no comércio em placas de Petri ou tubos de ensaio. Para que seja possível estabelecer a demanda nutricional de um microrganismo utiliza-se meios quimicamente definidos, ou seja, dos quais se conhece a composição exata.

 

5. Matérias Primas

        Antigamente o ácido cítrico era produzido por fermentação, apenas da sacarose, mas hoje em dia os substratos mais utilizados são: a sacarose, o melaço, o caldo de cana-de-açúcar, os melaços cítricos e vários outros hidrolisados (NEHAD, 2002)

Atualmente, a fermentação industrial para produção do ácido cítrico é realizada com a utilização uma única espécie de fungo, A. niger dada a sua maior produção de ácido por unidade de tempo, com relação a outros microrganismos.    

Este fungo é capaz de se desenvolver em meios sólidos ou líquidos.

Dentre as vantagens da utilização deste fungo, destacam-se:  facilidade do controle de variáveis de processo, maior habilidade de fermentação, diversidade de matérias-primas de custo baixo e rendimento consideravelmente positivo. 

6. Mecanismos de obtenção do ácido cítrico

É possível obter-se a fermentação do ácido cítrico pelos três meios de processos: superfície, submerso e Koji.

SUPERFÍCIE: O processo de superfície foi o primeiro a se obter ácido cítrico com baixo custo, e atualmente ainda é muito utilizado por diversos fabricantes, contudo alguns cuidados devem ser tomados, tais como:

 Os esporos germinam dentro de 24 horas e o micélio cobre o mosto;

· Na substituição do mosto deve-se tomar os cuidados necessários para que o micélio continue flutuando sobre a superfície (se ele for submerso, torna-se inativo);

· Tempo inicial de crescimento: 3 dias;

· pH para produção: 5-6 na fase inicial, caindo para 1,5 a 2 na fase de germinação de esporo, devido a remoção de íons amônio do meio;

· A produção nesse processo é de 80-85% da massa de carboidratos inicial

Neste processo utilizam-se bandejas de alumínio com alta pureza, onde há uma camada de meio de fermentação que varia de 5 a 20 centímetros de altura, a depender do volume. Coloca-se as bandejas em câmaras esterilizadas, onde há ventilação ar fornecendo oxigênio para que ocorra a fermentação, sento útil também para eliminar o calor resultante do processo. A fermentação se dá no período de 8 a 12 dias, a depender da concentração de açúcar e apresenta rendimento entre 70 a 75% em cima da quantidade de açúcar que havia inicialmente.