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MODELAGEM DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM LEITO FIXO COLOCADO EM TAMBOR HORIZONTAL PARCIALMENTE PREENCHIDO E COM ROTAÇÃO INTERMITENTE

TADA, ÉRIKA FERNANDA REZENDES; BÜCK, ANDREAS; CASCIATORI, FERNANDA PERPÉTUA; THOMÉO, JOÃO CLAUDIO;

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O objetivo deste trabalho foi modelar a transferência de calor em um leito fixo colocado em tambor rotativo parcialmente preenchido e com rotação intermitente, visando sua utilização futura como biorreator para fermentação em estado sólido. Para tanto, foi feito um estudo de caso utilizando um leito de partículas inertes composto de esferas de vidro acondicionado em um biorreator cilíndrico horizontal parcialmente preenchido, com temperatura interna de 45ºC mantida através da camisa e de aeração forçada sobre o leito. Foi proposto um modelo bidimensional a uma fase, com variações de temperatura com as coordenadas angular e radial, com o tempo. Foram admitidas condições de contorno de primeira espécie para o raio máximo e de terceira espécie para a superfície do leito. Os resultados indicam simetria na distribuição de temperatura angular e radial e pouca influência da convecção devido ao baixo valor do coeficiente convectivo. O aumento de h evidencia a convecção, mas a vazão de ar necessária para tal não é usual em ensaios fermentativos. Em 10 horas de simulação, a temperatura média correspondeu a 32,9ºC sem rotação e a 36,4ºC com rotação intermitente a cada 2 horas.

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DOI: 10.5151/ENEMP2015-MS-565

Referências bibliográficas
  • [1] BHARGAV, S., PANDA, B. P., ALI, S., JAVED, S. Solid-state Fermentation: An Overview. Chemical Andamp; Biochemical Engineering Quartely, v.22(1), p.49-70, 2008.
  • [2] BÜCK, A., CASCIATORI, F. P., THOMÉO, J. C., TSOTSAS, E. Model-based Control of Enzyme Yield in Solid-state Fermentation. Procedia Engineering, v.102, p.362-371, 2015.
  • [3] CASCIATORI, F. P., LAURENTINO, C. L., TABOGA, S. R., CASCIATORI, P. A., THOMÉO, J. C. Structural properties of beds packed with agro-industrial solid by products applicable for solid-state fermentation: Experimental data and effects on process performance. Chemical Engineering Journal, v.255, p.214-224, 2014.
  • [4] DALSENTER, F. D. H., VICCINI, G., BARGA, M. C., MITECHELL, D. A., KRIEGER, N. A mathematical model describing the effect of temperature variation on the kinetics of microbial growth in solid-state culture. Process Biochemistry, v.40, p.801-807, 2005.
  • [5] EDUARDO, M. P. Desempenho e Homogeneidade de Cultivos em Meio Sólido de Monascus sp. em Biorreator do Tipo Tambor com Agitação Interna: Efeito do Padrão de Agitação. 2010. 145 f. Tese (Doutorado em Engenharia) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010.
  • [6] FANAEI, M. A., VAZIRI, B. M. Modeling of temperature gradients in packed-bed solid-state bioreactors. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, v.44, p.446-451, 2009.
  • [7] GRAJALES, L. M. Desenvolvimento de um biorreator rotativo para produção de enzimas celulolíticas por fermentação em estado sólido. 2014. 157 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Alimentos) – Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista, São José do Rio Preto, 2014.
  • [8] GRAJEK, W. Cooling Aspects of Solid-State Cultures of Mesophilic and Thermophilic Fungi. Journal of Fermentation Technology, v.66, p.675-679, 198
  • [9] HESSELTINE, C. W. Solid State Fermentations. Illinois: Biotechnology and Bioengineering, 1972.
  • [10] HESSELTINE, C. W. Solid state fermentation – An overview. Internation Biodeterioration, v.23, p.79-89, 1987.
  • [11] HÖLKER, U., LENZ, J. Solid-state fermentation – are there any biotechnological advantages? Current Opinion in Microbiology, v.8, p.301-306, 2005.
  • [12] INCROPERA, F. P. Fundamentos de Transferência de Calor e Massa. 6ª ed. Rio de Janeiro: Editora LTC. p.599-600.
  • [13] MELIKOGLU, M., LIN, C. S. K., WEBB, C. Solid state fermentation of waste bread pieces by Aspergillus awamori: Analysing the effects of airflow rate on enzyme production in packed bed bioreactors. Food and Bioproducts Processing, v.95, p.63-75, 2015.
  • [14] MITCHELL, D. A., VON MEIEN, O. F., KRIEGER, N. Recent developments in modeling of solid-state fermentation: heat and mass transfer in bioreactors. Biochemical Engineering Journal, v.13, p.137-147, 2003.
  • [15] OOSTRA, J., TRAMPER, J., RINZEMA, A. Model-based bioreactor selection for large-scale solid-state cultivation of Coniothyrium minitans spores on oats. Enzyme and Microbial Technology, v.27, p.652-663, 2000.
  • [16] PANDEY, A. Recent process developments in solid-state fermentation. Process Biochemistry, v.27, p.109-117, 1992.
  • [17] RAHARDJO, Y. S. P. WEBER, F. J., HAEMERS, S., TRAMPER, J., RINZEMA, A. Aerial mycelia of Aspergillus oryzae accelerate alfa-amylase production in a model solid-state fermentation system. Enzyme and Microbial Technology, v.36, p.900-902, 2005.
  • [18] SANGSURASAK, P., MITCHELL, D. A. The investigation of transient mutidimensional heat transfer in solid state fermentation. The Chemical Engineering Journal, v.60, p.199-204, 1995.
  • [19] SAUCEDO-CASTAÑEDA, G., GUTIÉRREZ-ROJAS, M., BACQUET, G., RAIMBAULT, M., VINIEGRA-GONZÁLEZ, G. Heat Transfer Simulation in Solid Substrate Fermentation. Biotechnology and Bioengineering, v.35, p.802-808, 1990.
  • [20] VAN DE LAGEMAAT, J., PYLE, D. L. Modelling the uptake and growth kinetics of Penicillium glabrum in a tannic acid-containing solid-state fermentation for tannase production. Process Biochemistry, v.40, p.1773-1782, 2005.
  • [21] ZANELATO, A. I., SHIOTA, V. M., GOMES, E., SILVA, R. da, THOMÉO, J. C. Endoglucanase production with the newly isolated Myceliophtora sp. I-lD3b in a packed ned solid state fermentor. Brazilian Journal of Microbiology, v.43, p.1536-1544, 2012.
Como citar:

TADA, ÉRIKA FERNANDA REZENDES; BÜCK, ANDREAS; CASCIATORI, FERNANDA PERPÉTUA; THOMÉO, JOÃO CLAUDIO; "MODELAGEM DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM LEITO FIXO COLOCADO EM TAMBOR HORIZONTAL PARCIALMENTE PREENCHIDO E COM ROTAÇÃO INTERMITENTE", p. 708-717 . In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. . São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2359-1757, DOI 10.5151/ENEMP2015-MS-565

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