Biorreatores

Question 1

Explique a diferença entre um Reator Químico e um Biorreator

Answer 1

Reações químicas processam reações químicas através da mistura de reagentes com ou sem catalisador. Já biorreatores processam uma série de reações químicas catalisador por biocatalisadores, que podem ser enzimas ou células vivas (microrganismo, animais, ou vegetais)

Question 2

O que são biocatalisadores?

Answer 2

Podem ser entendidos como catalisadores biológicos, os quais podem ser enzimas ou células vivas (microbianas, animais ou vegetais).

Question 3

Que característica diferencia um reator bioquímico de um biológico?

Answer 3

Os birreatores nos quais as reações ocorrem na ausência de células vivas são chamados de reatores enzimáticos ou bioquímicos, enquanto os biorreatores onde as reações ocorrem por um intermédio de células vivas são denominados reatores biológicos

Question 4

Qual dos grupos de reatores (Grupo 1 ou Grupo 2) é o mais utilizado industrialmente? Quais são as principais aplicações industriais desse tipo de biorreator?

Answer 4

Os reatores que utilizam células vivas (Grupo 2) tem seu uso bastante conhecido e difundido, principalmente para a produção de enzimas, antibióticos, vitaminas, ácidos orgânicos, solventes, etc.

Question 5

Quais os principais tipos de biorreatores usados em fermentação submersa? Comente sobre
cada um deles.

Answer 5

REATORES EM FASE AQUOSA (FERMENTAÇÃO SUBMERSA)

(I.1) Células/enzimas livres
-Reatores agitados mecanicamente (STR): consiste em um tanque cilíndrico, normalmente equipado com chicana (para evitar vórtice) com agitador central ao fermentador.
-Reatores agitados pneumaticamente: caracterizado pela ausência do agitador mecânico, sendo a agitação do líquido por borbulhamento de um gás no reator.
-Coluna de bolhas (“bubble column”)
-Reatores de fluxo pistonado (PFR): consiste na mistura do inóculo e meio de cultura na entrada do sistema, onde flui idealmente com velocidade constante com variação da concentração de nutrientes e células ao longo do comprimento do reator.
(I.2) Células/enzimas imobilizadas em suportes
-Reatores com leito fixo
-Reatores com leito fluidizado
Ambos reatores tem por finalidade a manutenção de elevadas concentrações celulares com movimentação intensa das partículas (fluidizado) ou movimentação quase inexistente (fixo).
(I.3) Células/enzimas confinadas entre membranas
-Reatores com membranas planas
-Reatores de fibra oca (“hollow fiber”)
Ambos caracterizam-se por manter as células confinadas entre membranas semipermeáveis, as quais permitem o fluxo de líquido, mas não a passagem de células, separando assim o fluxo de nutrientes e produtos.

Question 6

Quais os principais tipos de biorreatores usados em fermentação semi sólida? Comente
sobre cada um deles.

Answer 6

REATORES EM FASE NÃO-AQUOSA (FERMENTAÇÃO SEMI-SÓLIDA)

-Reatores estáticos (reatores com bandejas): limita as condições de transferência de oxigênio e controle das condições ambientais.
-Reatores com agitação (tambor rotativo): promove a agitação do meio de cultura, melhorando as condições de ambientais e de transferência de oxigênio.
-Reatores com leito fixo:
-Reatores com leito fluidizado gás-sólido:
Ambos promovem a passagem de ar ou gás inerte através de um leito de partículas sólidas. No caso do leito fluidizado, a vazão do gás é suficiente para promover a suspensão de sólidos na corrente gasosa, favorecendo uma melhor transferência de massa no sistema (nutrientes, oxigênio) e ainda auxiliando no controle da temperatura