REVIEW: EFECTS OF SCALING ON SUBMERGED REACTORS
Review___________________________________________________OS
EFEITOS DO ESCALONAMENTO EM REATORES SUBMERSOSGessiel Newton
Scheidt[footnoteRef:1], Dbora Lopes Farias[footnoteRef:2], Leonardo
Peixoto Carvalho2, Rodolfo dos Santos Carrijo2 [1: Professor
adjunto do Departamento de Cincias Agrrias e Tecnolgicas,
Universidade Federal do Tocantins, Campus Universitrio de Gurupi,
77402-970, Gurupi-TO Brasil. [email protected]] [2: Acadmicos de
Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia, Departamento de Cincias
Agrrias e Tecnolgicas, Universidade Federal do Tocantins, Campus
Universitrio de Gurupi, 77402-970, Gurupi-TO Brasil.]
AbstractThe fermentation processes are used industrially for the
production of multiple products, and they are produced mainly with
the aid of bioreactors submerged operation. At first, the
fermentations were carried out in fermentation or fermenting tanks,
however, over time they underwent modifications which allowed new
possibilities of use. Thus arose the biological reactors, basically
composed of an engine, air compressor, cultivation vessel
containing an internal shaft and coupled sensors. Usually, the
bioreactors are separated based on the type and construction of the
stirring flask. With respect to the conduct of proceedings in
submerged fermentation method is developed in the presence of free
water, the substrates being generally solubilized. The achievement
of good yields of the product after the domain of interest and
improvement of the procedure bench, makes the expansion of the
scale of interesting production, and this critical step in the
process of innovation. Thus, this article aims to relate the use of
bioreactors in submerged fermentation, as well as definitions and
industrial applications of these in addition to the possible
effects caused by the same scaling.Key words: reactors, submerged
fermentation, scaling.ResumoOs processos fermentativos so
utilizados industrialmente para a fabricao de mltiplos produtos,
sendo os mesmos produzidos predominantemente com o auxilio de
biorreatores de operao submersa. A princpio, as fermentaes eram
realizadas em tanques de fermentao ou fermentadores, entretanto,
com o passar do tempo os mesmos sofreram modificaes as quais
permitiram novas possibilidades de uso. Surgiam assim os reatores
biolgicos, constitudos basicamente por um motor, compressor de ar,
vaso de cultivo contendo um eixo interno e sensores acoplados.
Usualmente, os biorreatores so separados com base no tipo de agitao
e construo do frasco. Com relao conduo do processo, no mtodo
submerso a fermentao se desenvolve na presena de gua livre, estando
os substratos geralmente solubilizados. O alcance de bons
rendimentos do produto de interesse aps o domnio e aperfeioamento
do procedimento em bancada, torna a ampliao da escala de produo
interessante, sendo esta etapa crtica para o processo de inovao.
Assim, este artigo tem como objetivo relacionar o uso dos
biorreatores na fermentao submersa, bem como as definies e aplicaes
industriais destes, alm dos possveis efeitos causados pelo
escalonamento nos mesmos. Palavras-Chave: reatores, fermentao
submersa, escalonamento.INTRODUOAtualmente os processos
fermentativos so empregados para diversos fins industriais, tais
como na produo de enzimas, frmacos, bebidas e alimentos. Sendo que
a maioria dos processos industriais empregam a fermentao submersa
para obteno dos produtos desejados (Martin 2006).A fermentao
submersa (FSM) definida como um processo atravs do qual o substrato
dissolvido em pequenas partculas em meio lquido, normalmente gua,
que chega constituir cerca de 90 a 99% da massa total do material a
ser fermentado. O seu uso frequente em processos industrias, est
relacionado ao fcil manuseio para o controle de parmetros como pH,
temperatura, oxigenao e esterilidade, alm do fcil acompanhamento do
processo, no que se refere obteno do produto e consumo do
substrato. Por outro lado, o emprego de processos fermentativos
submersos tm como principais desvantagens o grande volume de
resduos gerados e a dificuldade de separao produto/substrato
(Mitchell et al. 2000).Inicialmente, os processos fermentativos
ocorriam em fermentadores. Os mesmos foram empregados durante muito
tempo para promoverem o cultivo de fungos e bactrias, para fins
industriais. Estes equipamentos sofreram alguns reajustes para
permitirem o cultivo de outros micro-organismos, ou clulas vegetais
e animais e deles derivaram os biorreatores, que consistem no local
onde conduzido um processo sob condies rigorosamente controladas,
para a obteno de produtos biotecnolgicos (Teixeira 2002).No
interior dos reatores devem ser acrescidos agentes de transformao
que iro subsidiar o processo de transformao da matria prima, no
produto desejado. Quando os agentes das transformaes que ocorrem no
reator so enzimas, ou clulas mortas ou inativadas (que neste caso
servem como suporte das enzimas), o processo se chama enzimtico.
Quando os agentes das transformaes so microrganismos vivos, de modo
que as reaes que se desenvolvem no reator so consequncias da
atividade vital das clulas microbianas, o processo denominado
processo fermentativo (Martin 2006).Os processos que ocorrem em
reatores e so mais comumente empregados industrialmente so aqueles
que os agentes das transformaes so micro-organismos vivos, e os
processos so denominados processo fermentativo. Antes de serem
usados na produo industrial, importante que o inoculo (agente
transformante) seja submetido ao escalonamento, onde o aumento de
escala gradual, para evitar perdas e contaminao (Martin 2006;
Teixeira 2002). Desta forma o presente trabalho tem como objetivo
relacionar o uso de reatores, bem como a definio e aplicao destes,
necessidade de realizao do escalonamento (do ingls scaling-up) para
assegurar eficincia ao processo e otimizar o tempo de transformao
da matria-prima.1 REATORES SUBMERSOS1.1 O que so?Denominam-se
biorreatores os reatores onde ocorrem uma srie de reaes qumicas
catalisadas por biocatalizadores. Esses biocatalizadores podem ser
enzimas ou clulas vivas. Os mesmos foram desenvolvidos como uma
forma de otimizar os processos fermentativos, uma vez que utilizam
meio de cultura lquido e permitem a renovao do ar durante o
cultivo, bem como o monitoramento de alguns parmetros essenciais ao
crescimento do propgulo, tais como pH, oxignio dissolvido,
temperatura, concentrao de ons (Teixeira 2002).De modo geral, a
constituio dos reatores a mesma, sejam eles usados para o cultivo
de clula animais, vegetais ou micro-organismos. Assim, a constituio
bsica dos mesmos formada por frasco de cultivo, motor eltrico
conectado a um eixo que se estende at o interior do frasco, bomba
compressora de ar, sensores de temperatura, pH e oxignio (Teixeira
2002).Os frascos de cultivo, podem ser compostos por ao inoxidvel,
policarbonato, vidro ou polipropileno, alm de geralmente possurem
um envoltrio metlico semelhante a uma camisa, por onde circula gua,
com temperatura pr-determinada para controlar a temperatura de
cultivo. Estes frascos, devem possuir um formato ideal que favorea
a aerao e agitao do meio. Alm disso, o tamanho do frasco de cultivo
normalmente varia entre 1 e 20 litros, embora volumes menores como
250 e 500 ml, ou maiores, 20 ou at mesmo 300 litros j tenham sido
utilizados. Entretanto, a maioria dos frascos utilizados est na
faixa de 1 a 4 litros (Teixeira 2002; EMBRAPA 2005). importante
destacar que o processo de agitao e de aerao ocorrem
simultaneamente, embora existam inmeras metodologias que podem ser
empregadas para promover a homogeneizao do meio, sem degradar o
micro-organismo, com base na fisiologia de cada um. A forma mais
comum ocorre com a injeo de ar estril, a determinada presso,
combinada ao movimento de uma hlice no interior do frasco (EMBRAPA
2005). 1.2 reas em que so empregadosOs reatores podem ser
empregados para diversos fins. Entretanto, a sua maior aplicao
refere-se obteno de produtos para o uso social, a partir de
processos fermentativos, com o emprego de micro-organismos. Um
exemplo comum o uso de processos fermentativos para produo de
etanol. Segundo Viegas (2010) o etanol, ou lcool combustvel,
considerado uma tima fonte alternativa para diminuio de impactos
ambientais e energticos, pois alm de ser uma fonte renovvel para a
gerao de energia, diminui a emisso de gases poluentes, como o caso
do dixido de carbono.H trs formas para se obter o etanol: por via
destilatria, sinttica e fermentativa, sendo a ltima a mais
utilizada (Lima et. al. 2001). Este processo ocorre em um intervalo
entre 4 e 12 horas, onde o mosto, mistura de melao e caldo de cana,
inoculado com a levedura que promover a fermentao no reator. Nesse
processo de transformao de acar em etanol, h desprendimento de gs
carbono, e necessrio manter a temperatura dos tanques de fermentao
ou dornas em torno de 34C, sendo utilizados serpentinas ou
trocadores de calor para isso (Camargo et. al. 2008; Macedo e
Cortez 2005).Alm da incrvel capacidade de produzir biocombustvel, o
emprego de biorreatores permite a multiplicao de mudas de plantas
com muito mais higiene e economia, em meio de cultura lquido. Os
mesmos so utilizados visando produzir plantas de forma
automatizada, uma vez que ocorrem com maior controle e
monitoramento das condies de cultivo, boa aerao do material e
evitam o excesso de hidratao do tecido (EMBRAPA, 2005). Os reatores
anaerbios (UASB), tem sido empregados com eficincia para o
tratamento de efluentes, em vrias regies brasileiras, especialmente
no Paran. Isso porque o mesmo pode ser capaz de operar sem
problemas relevantes e fornecer um efluente que atenda a legislao
ambiental do Estado do Paran (DQO < 150 mg/L e DBO < 60
mg/L), para o lanamento em corpos d'gua receptor. O esgoto enviado
ao fundo do reservatrio elevado (caixa de distribuio), atravs de um
conjunto motor-bomba submersvel, do tipo triturador. No reservatrio
o esgoto distribudo aos processos de tratamento, atravs de
vertedores situados na superfcie. Atravs de luva roscvel (vertedor)
obtida a vazo desejada e um extravasor mantm o nvel de esgoto
constante (Aisse e Sobrinho 2002).Alm dos exemplos citados, os
reatores podem ser utilizados em uma infinidade de situaes, seja em
escala laboratorial para o desenvolvimento de pesquisas, ou
industrial, para o desenvolvimento de produtos biotecnolgicos
(Figura 1).
Figura 1. Esquema do emprego de reatores para a obteno de
produtos biotecnolgicosAtualmente, alguns estudos tem sido
desenvolvidos com o propsito de promover o tratamento de solos
contaminados por petrleo. Estes trabalhos visam selecionar, em
escala laboratorial, uma configurao apropriada de biorreator a ser
empregado no tratamento de solos contaminados por hidrocarbonetos
de petrleo, bem como definir as condies de processo para operao do
mesmo. Adicionalmente, esses estudos buscam adequar e otimizar, em
microcosmos, as necessidades nutricionais do consrcio microbiano
envolvido no processo de biorremediao de dois solos brasileiros
contaminados com petrleo, avaliar o efeito da incorporao de
material estruturante de origem orgnica e, complementarmente,
avaliar a eficincia do sistema de tratamento desenvolvido
(biorreatores de bancada e biorreator piloto) na reduo do teor de
contaminante nos solos. Assim, chegou-se a um biorreator do tipo
tambor fixo com agitador interno contendo ps (quatro diferentes
configuraes foram testadas) que comprovou, atravs de testes
mecnicos, ser eficiente na homogeneizao do contedo do mesmo. O
biorreator apresentou desempenho satisfatrio na conduo do processo
de biorremediao, ficando comprovado que o sistema de homogeneizao,
incluindo a conformao da p instalada, interfere na eficincia de
biodegradao do leo cru (Rizzo 2008).Este fato comprova que os
reatores tem uma grande versatilidade no que se refere aplicao.
Podem ser empregados na produo de iogurte, cerveja, vinagre,
aminocidos, protenas, antibiticos, vacinas, dentre outros. Em
qualquer processo biotecnolgico industrial o elemento principal o
reator, pois neles podemos obter as transformaes desejadas, sob
condies devidamente controladas (Viegas 2010).1.3 Tipos de reatores
submersosAtualmente, h uma grande variedade de biorreatores
empregados em pesquisas e indstrias que tm sido desenvolvidos ou so
aprimorados com base nas caractersticas fisiolgicas e morfolgicas
do que se deseja cultivar. De modo geral, os reatores so
classificados com base no tipo de agitao e construo do frasco.
Assim, os reatores so classificados em STR; Coluna de bolhas; air
lift; leito fixo; leito fluidificado, dentre outras.Os biorreatores
agitados mecanicamente (STR-stirred tank reactor) so, sem dvida, os
mais estudados e utilizados industrialmente (Pereira 2008). Este
consiste essencialmente de um recipiente e um sistema de mistura
tipicamente conduzido atravs de agitao. A placa de cabea possui
portas que permitem a adio de sondas, reagentes e do gs, bem como a
remoo de amostras (Mcneil E Harvey 2008). Dentro desta classe de
biorreatores, podemos citar o TEC-BIO, comercializado pela empresa
de equipamentos laboratoriais, TECNAL (figura 2) que destinada
biorreaes com o emprego de bactrias e leveduras nas reas de
pesquisa acadmica e industrial (TECNAL 2012). Como esses
biorreatores operam com volumes variando de 1,5 a 15L, eles so
amplamente empregados em escala laboratorial. Por isso, so
considerados eficientes, uma vez que fornecem condies apropriadas
para o crescimento do micro-organismo, alm de permitirem o controle
online dos parmetros de pH, aerao, temperatura e agitao por meio de
sondas, que so sensores digitais sensveis e inteligentes.
Figura 2. Biorreator de bancada, com agitao mecnica
,TEC-BIO-1,5.O reator do tipo Coluna de Bolha (Buble Column) surgiu
como uma alternativa ao STR e funciona sem o mecanismo de agitao
(Figura 3), onde a aerao e mistura ocorre por entrada de gases,
como O2, por isso requer menor quantidade de energia, embora a
transferncia de calor e de massa sejam satisfatrias. importante
destacar que o mesmo geralmente usado em processos de fabricao de
cerveja, panificao, vinagre e tratamento de efluentes, sem a
necessidade de adio de antiespumantes (Schimidell 2001).
Figura 3. Representao esquemtica de reator do tipo Coluna de
Bolha (Buble Column)Assim como o reator Coluna de Bolha, o
biorreator Air lift funciona sem mecanismo de agitao. Entretanto o
fluxo de lquido, neste caso, mais definido, ou seja, h uma maior
organizao do fluxo, uma vez que o gs injetado em uma parte da seco
transversal do vaso, chamado tubo riser (Figura 4). Alm das
caractersticas citadas, esses reatores operam sob baixa tenso de
cisalhamento em culturas de clulas animais e vegetais e apresentam
vantagem em relao ao baixo custo (Schimidell 2001).
Figura 4. Representao esquemtica do Reator air liftComo o prprio
nome descreve, os Reatores com Leito Fixo (Packed bed) usam
partculas biocatalisadoras imobilizadas (clulas ou enzimas) e a
aerao e o meio so feitos em outro recipiente e enviados para o
reator. O reator, em si, consiste num tubo vertical embalado com
biocatalisador, cujo meio de cultura pode ser alimentado pela parte
superior ou inferior da coluna (Figura 5), sendo inadequado em
processos com alta produo de CO2 (Schimidell 2001).
Figura 5. Representao esquemtica do Reator de leito
fixo.Diferentemente do caso anterior, nos Reatores com Leito
Gotejante (Trickle-bed) o lquido pulverizado sobre a parte superior
do reator (Figura 6), alm de serem utilizados no tratamento de guas
residurias de forma (Schimidell 2001).
Figura 6. Representao esquemtica do Reatores com Leito
Gotejante.Um outro tipo de reator empregado no Tratamento de
poluentes do meio o Reator UASB, que uma tecnologia de tratamento
biolgico de esgotos baseada na decomposio anaerbia da matria
orgnica. Consiste em uma coluna de escoamento ascendente, composta
de uma zona de digesto, uma zona de sedimentao, e o dispositivo
separador de fases gs-slido-lquido (Figura 7).
Figura 7. Reator tipo UASB, usado no tratamento biolgico de
esgotos domsticosO esgoto aflui ao reator e aps ser distribudo pelo
seu fundo, segue uma trajetria ascendente, desde a sua parte mais
baixa, at encontrar a manta de lodo, onde ocorre a mistura, a
biodegradao e a digesto anaerbia do contedo orgnico, tendo como
subproduto a gerao de gases metano, carbnico e sulfdrico. Ainda em
escoamento ascendente, e atravs de passagens definidas pela
estrutura dos dispositivos de coleta de gases e de sedimentao, o
esgoto alcana a zona de sedimentao. A manuteno de um leito de
slidos em suspenso constitui a manta de lodo, e em funo do fluxo
contnuo e ascendente de esgotos, nesta que ocorre a decomposio do
substrato orgnico pela ao de organismos anaerbios (Rizzo 2008).
2 ESCALONAMENTO 2.1 O que ?O desenvolvimento de um processo ou
produto industrial envolve diferentes passos: (i) identificar a
necessidade de um novo produto ou processo; (ii) pesquisar no
laboratrio, em escala de vidraria, um caminho que leve ao produto
ou processo desejado; (iii) construir uma planta piloto em escala
de laboratrio; (iv) scale up uma ou mais vezes a planta piloto; (v)
construir e iniciar a produo industrial (Suarez e Silva 2012).
Quando em um processo qumico so encontradas condies ideais (pH,
temperatura, tipo de meio de cultura) em escala de bancada, sendo
ela econmica, cujo h obteno de valores elevados para a
produtividade do produto de interesse, este por fim tem necessidade
de ampliar a escala de produo at uma escala industrial. Essa mudana
de uma produo menor para uma escala maior denominada de scale-up.
Em outras palavras scale-up o estudo da variao de escala de
processos que analisa os problemas associados com a adaptao de
dados obtidos em equipamentos de escalas de laboratrio e piloto,
para escala de produo industrial (Badino Jr. e Schmidell (2001).A
aplicao comercial de tecnologias desenvolvidas em laboratrio para
produo comercial pode requerer o escalonamento da escala de bancada
para a escala comercial, podendo representar um aumento de 10.000
vezes ou mais, o que pode acarretar uma srie de riscos associados
ao processo, ao projeto dos equipamentos e s questes tecnolgicas.
Na maioria dos casos o processo de escalonamento realizado de forma
incremental, passando por uma escala de laboratrio, simulao e
modelagem de processos e planta piloto (Figura 8), de modo a
demonstrar a escalabilidade da tecnologia e reduzir riscos e custos
associados comercializao (MDIC 2012).
Figura 8. Representao esquemtica do processo de escalonamento de
inculos.Os estudos fermentativos realizados em um laboratrio
particularizam-se pela utilizao de pequenos volumes, sendo
comumente denominados por escala de bancada. As fermentaes so
normalmente conduzidas em frascos agitados (shake flask) e/ou
biorreatores de bancada que variam de 1L a 30L. O reduzido tamanho
dos equipamentos e os menores gastos com materiais tornam as
fermentaes de bancada ideais para a compreenso e otimizao do
processo. Nessa etapa so definidos, por exemplo, o micro-organismo
e o meio nutritivo ideal, alm das condies de trabalho como
temperatura, pH e aerao (figura 9) (Aquarone 1983).
Figura 9. Etapas de produo do inoculo at atingir o biorreator
industrialEscalonamento (Scaling-up) uma etapa crucial do processo
de inovao. a fase em que os experimentos que foram realizados em
laboratrios (usando tubos de ensaio e frascos) so avaliados para
produo em escala industrial. Por vezes o aumento de escala entre a
fase laboratorial e a industrial pode representar aumento de 10 mil
vezes, ocasionando riscos associados ao projeto, tecnolgicos e/ou
ligados ao projeto dos equipamentos (MDIC 2012).A obteno de
rendimentos satisfatrios do produto de interesse aps o domnio e
aprimoramento da fermentao em laboratrio, torna a ampliao da escala
de produo atrativa. Contudo, o scale-up de um processo no se
condensa apenas na construo de equipamentos geometricamente
proporcionais e no emprego das mesmas condies utilizadas em
bancada. A transposio de trabalho em escala laboratorial para a
industrial apresenta dificuldades e limitaes, havendo assim,
previamente, a necessidade de novas anlises preferencialmente com o
auxlio de um reator piloto (Garca-ochoa e Gmez 2009).
2.2 Importncia quanto aplicao em reatoresAs principais
importncias de se ter o conhecimento do escalonamento num processo
fermentativo que, a partir dele possvel reverter todos os
empecilhos que so gerados quando o processo passa de uma escala
laboratorial para uma escala industrial, assim como evitar gastos
dispendioso e obter um melhor produto final. Dentre os principais
entraves enfrentados por pesquisadores e engenheiros est adio e
remoo de calor, difuso de gases (como o oxignio em processos
aerbios), controle do pH, prolongao do tempo de fermentao e
purificao do produto requerido. A manuteno das variveis de processo
de extrema importncia para a obteno de resultados com boa
reprodutibilidade, pois pequenas oscilaes podem modificar o
comportamento microbiano e consequentemente o rendimento final do
bioproduto (Leyva-Daz et al. 2013).Em uma escala piloto, o processo
se torna mais dispendioso, visto o maior investimento em
equipamentos e materiais, logo, imprescindvel o estabelecimento de
um plano de trabalho com o objetivo de reduzir os gastos. Uma das
estratgias que pode ser empregada para a melhora do desempenho
produtivo, consiste na manuteno de uma das variveis
pr-estabelecidas em bancada, como a aerao por exemplo. Se os
resultados forem similares ou melhores que o encontrado
anteriormente a varivel mantida, no entanto, caso ocorra o
contrrio, deve-se alterar a mesma. O mesmo critrio deve ser
repetido para todas as grandezas (biotecnologia industrial) (Gill
et al. 2008). Vale destacar que quando objetiva-se o escalonamento
de um processo fermentativo, seja ele submerso ou slido, essencial
utilizar um biorreator. Sabe-se que em escala laboratorial, o uso
de erlemeyers vivel, pois nele possvel manter todos os parmetros
ideais, condies de esterilidade e menor custo de um processo
fermentativo, ao contrrio do uso de um biorreator, que dificulta a
esterilizao e mais oneroso. Porm, quando se compara a produtividade
indiscutvel que em um biorreator alcanam-se maiores valores. Na
produo de enzimas, por exemplo, h diferenas de 169,0 % na produo de
celulase quando se utiliza biorreatores ao invs de erlemeyers. Vale
destacar que a produo de biomolculas em biorreatores reproduz em
escala maior o comportamento de uma fermentao em pequena escala, e
tambm permite o estudo de diversos parmetros e efeitos sobre o
processo de interesse (Santos, 2008), alm da comparao de
produtividade entre as fermentaes submersas e slidas.Oliveira
(2012), por exemplo, avaliou a produo do cido giberlico (GA3) por
fermentao submersa (FSm) e fermentao no estado semisslido (FESS)
utilizando como substratos subprodutos da agroindstria brasileira
(extrato aquoso de polpa ctrica - EAPC). Neste estudo a produo de
GA3 por FSm foi escalonada de erlemeyers de 250 mL para
biorreatores do tipo tanque agitado (STR) e biorreatores do tipo
coluna de bolhas (BCB), sendo utilizadas diferentes taxas de aerao
e velocidades de agitao para cada tipo de reator. A FESS foi
escalonada para biorreatores BCB e tambm utilizaram-se diferentes
condies de aerao. Notou-se que com o escalonamento da produo de GA3
em frascos de Erlenmeyer para STR, houve um ganho de produtividade
em relao produo em frascos de Erlenmeyer, devido a velocidade de
agitao ser maior e haver aerao forada no STR. A obteno de
resultados seguros e promissores, aps os estudos em bancada e em
planta piloto, que comprovem a viabilidade tanto tcnica quanto
econmica do processo possibilita a expanso do processo alcanando
assim a escala industrial. Nessa fase, objetivado o aspecto
econmico, ou seja, a reduo dos gastos e elevao do rendimento da
fermentao. Assim, o biorreator operado sob condies anlogas que
foram determinadas nas etapas precedentes (Aquarone 1983).Por fim,
a escala industrial, devido prpria dimenso, visa o lado econmico do
processo, ou seja, a produo em alta escala. Na escala industrial,
procura-se operar o fermentador sob condies similares s ajustadas
na escala piloto, as quais permitiram a obteno de um desempenho
adequado do processo.CONCLUSOCom base no exposto, notvel a
importncia ou necessidade de se conduzir um reator para obteno de
um produto biotecnolgico aps o estudo prvio da natureza fisiolgica
do agente transformante, e as caracterstica qumicas do composto a
ser transformado. Assim, o emprego da tcnica de escalonamento no s
permite a determinao das condies de processo ideais, como tambm
evita perdas relacionadas contaminao ou inibio do crescimento
microbiano, por exemplo, no caso de um processo fermentativo.Em
escala industrial, os reatores operam com volumes enormes. Assim, o
controle de parmetros como pH, aerao, agitao so dificultadas, uma
vez que o elevado volume de meio nutritivo no permite a
homogeneizao dos parmetros ao longo do caldo. J o reduzido tamanho
dos equipamentos, aliados aos menores gastos com materiais, tornam
as fermentaes de bancada ideais para a compreenso e otimizao do
processo, por meio da definio do micro-organismo, meio nutritivo
ideal, alm das condies de trabalho como temperatura, pH e
aerao.Depois de definidos tais paramentros em escala laboratorial,
o mesmo transferida escala piloto at alcanar a escala industrial.
Esta escalabilidade, cujos nutrientes e quantidade de agentes
transformantes aumenta no decorrer do processo, permite que o
processo fermentativo, por exemplo, seja conduzido com diminuio da
fase lag (fase de adaptao do microrganismo ao meio), pois as clulas
so ativadas em meio nutricional idntico ao meio de cultivo usado
para a incubao ou obteno do produto requerido.Desta forma,
importante destacar que o reator um equipamento comum em
praticamente todas as indstrias, em funo da sua versatilidade. Pois
como se sabe, em qualquer processo biotecnolgico industrial, o
elemento principal o reator, pois nele que acontecem as
transformaes desejadas, sob condies devidamente controladas.
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