OS FUNDAMENTOS DA BIOTECNOLOGIA

FUNDAMENTOS DA BIOTECNOLOGIA

1. Monte uma tabela que ilustre as grandes áreas da biotecnologia indicando o foco do estudo, finalidade e algum exemplo relevante.

Branca – Industrial (Energia com menos resíduos/Em biocombustíveis).

Vermelha – Saúde (Medicina e fármacos com manipulação genética/Antibióticos).

Verde – Agricultura (Melhoramento vegetal e animal/ Análise de DNA).

 Azul – Aquático (Biodiesel e indústria farmacêutica).

 Amarela – Alimentícia (Produção e preservação de alimentos/ Pão e vinho).

Cinza –F ermentativos e bioprocessos  (Biorremediação/Vazamento de petróleo).

Marrom – Desértica e árida (Resistência de plantas).

Dourada – Bioinformática e nanotecnologia (Concepção genética on-line/ Circuitos genéticos).

Rosa – Patentes e publicações.

Negra –Bioterrorismo, cibercrimes e guerra biológica (desenvolvimento de patógenos ).

2. Ilustre 5 tipos de produtos biotecnológicos e comente sucintamente sobre sua obtenção.

3. Pesquise sobre os efeitos negativos da biotecnologia em, pelo menos, 5 áreas de atuação.

Verde – Poluição genética.

Negra – Disseminação do terrorismo e guerras.

 Vermelha – Estresse celular em obtenção de compostos.

Rosa – Extrema complexidade em requisitos.

Azul – Alteração do meio aquático.

4. Pesquise sobre os principais biorreatores e suas contribuições para o avanço da biotecnologia.

1.Reator de tanque agitado (STR):  Proporciona maior aeração e homogeneização e também maior transferência de calor.

2.Air Lift:  Movimentação cíclica do fluido usando um cilindro central onde é inserido o ar.

3.Open Pond: Sistema de recirculação.

4.Biofilme: Retenção de microorganismos separando o produto.

5.Biostat: Eles são descartáveis, o produto utilizado é plastico. Menor custo.

6.Fotobiorreator: Favorecimento de penetração de luz.

7. Biorreatores de Fluxo pistonado: Controle da velocidade e regime laminar.

8. Biorreatores estáticos: Caracterizam-se pela ausência de agitação.

9. Biorreatores confinados:  Manterem as células entre membranas semipermeáveis.

10. Biorreatores de fase não aquosa: Fermentação semi-sólida.

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Bioetanol

1. A cana-de-açúcar, no Brasil, é a matéria-prima fundamental para a fabricação bioetanol (álcool etílico). Neste

contexto, responda:

(a) Que critérios devemos observar para o seu processamento de forma a tornar máximo o rendimento industrial?

Composição da cana de açúcar, condicionamento, controle pós-moagem, fermentação e destilação.

(b) Quais os procedimentos realizados corriqueiramente na recepção da cana-de-açúcar?

Pesagem, análise, amostragem e armazenamento.

(c) Qual o significado de cada procedimento?

Relação pedido e entrega, sondagem e qualidade da cana (Teores) e manter cana com teor.

(d) Cite os principais aspectos negativos da cana-de-açúcar como matéria-prima alcooleira.

Armazenamento, ressecamento, resíduos e favorecimento de crescimento microbiológico.

2. Liste as etapas fundamentais do processo de fabricação do álcool etílico hidratado e indique os pontos que são controlados e a importância no processo:

(a) pH- Máxima produtividade (Sacarose, pouca perda, precipitação e velocidade de assentamento e ação microbiológica) (b) Temperatura –  Coagulação e precipitação.

3. Alcoóis etílicos comerciais costumam ser classificados em diversos tipos. Um dos critérios para esta classificação é o chamado Teste de Barbet. Explique o princípio químico envolvido neste teste, sua finalidade analítica e possíveis reações que ocorrem nesta operação.

Álcool e permanganato de potássio e o tempo necessário para consumi-lo, identificado pela mudança de cor da solução, indica o nível de substâncias redutoras presentes.

4. Que procedimentos operacionais e analíticos deveriam ser realizados para obter um mosto para a unidade de fermentação para a produção do álcool hidratado? Explique detalhado.

CONDICIONAMENTO DA MATÉRIA-PRIMA

Recepção/Pesagem/Amostragem/Lavagem/Picotagem/Desfibramento/Lavagem/Preparo/ Picotamento e desintegração.

MOAGEM/DIFUSÃO PURIFICAÇÃO/CLARIFICAÇÃO

Tratamento primário do caldo/Pesagem do caldo/Tratamento físico-químico do caldo

Calagem, Aquecimento e Sedimentação. FILTRAÇÃO

5. Admita o processo produtivo de fabricação de etanol hidratado, partindo da cana de açúcar, dividido nas seguintes etapas: condicionamento da matéria-prima, extração, fermentação e destilação. Construa um fluxograma para este processo e escolha, em cada etapa, um parâmetro analítico essencial para o controle de qualidade total nesta produção. Explique a finalidade de cada parâmetro na evolução do processo produtivo,

metodologia analítica usada para quantificação, possíveis desvios nos valores especificados e formas de corrigir.

Condicionamento da matéria-prima (Teores), extração (Rendimento), fermentação (Rendimento) e destilação (Percentual de corpos).

6. Explique a versatilidade do ácido sulfúrico na fermentação alcoólica considerando o processo produtivo com recirculação de leveduras (Melle-Boinnot).

A presente invenção refere-se a aperfeiçoamentos no processo de fermentação MELLE-BOINOT, consistindo-se na eliminação do ácido sulfúrico na etapa de recuperação das leveduras, permitindo-se trabalhar com um pH do fermento igual ao pH natural da fermentação.

O rebaixamento do pH do fermento com ácido sulfú rico é uma forma conhecida de assepsia para o controle dos microorganismos (bactérias) nocivos que venham a prejudicar a fermentação.

7. Explique resumidamente o processo de produção industrial do álcool etílico hidratado pela rota fermentativa com recirculação de leveduras e destilação fracionada.

8. A fermentação alcoólica é um dos processos mais utilizados industrialmente. Sabe-se que os carboidratos são fontes renováveis de obtenção de álcool através de processos extrativos, hidrólise e finalmente fermentação.