DISCRIMINAÇÃO DE MODELOS CINÉTICOS APLICADOS À PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE HERBASPIRILLUM SEROPEDICAE EM BIORREATOR EM BATELADA UTILIZANDO O SOFTWARE EMSO

DISCRIMINATION OF KINECT MODELS APPLIED TO BIOMASS PRODUCTION OF HERBASPIRILLUM SEROPEDICAE IN BATCH BIOREACTOR USING THE EMSO SOFTWARE

PETRUCCELLI, GIOVANE MASSENA; MANCINI, MAURÍCIO CORDEIRO

Artigo:

O presente trabalho objetivou o desenvolvimento de programas simuladores e rotinas de estimativa não-linear de parâmetros utilizando o software livre EMSO (Environment for Modeling, Simulation and Optimization) visando a simulação e discriminação de modelos cinéticos mais adequados para a produção da bactéria Herbaspirillum seropedicae em biorreatores em batelada. Este microrganismo se mostra como um potencial inoculante no mercado agrícola por apresentar a capacidade de fixar o nitrogênio atmosférico, além de produzir fito-hormônios promotores de crescimento em plantas. Os dados experimentais estão disponíveis na literatura e levam em consideração três meios de cultura distintos, sendo otimizações derivadas do meio DYGS (Dextrose Yeast Glucose Sucrose). Os programas simuladores, desenvolvidos em EMSO, possibilitaram a avaliação da cinética e a determinação dos parâmetros dos modelos de Monod, de Moser, de Contois & Fujimoto e de Andrews. Após a determinação dos parâmetros, por meio da ferramenta Estimation, disponível no EMSO, foi possível proceder a discriminação dos modelos cinéticos mais adequados para cada meio de cultura considerado, tomando como critérios de discriminação os coeficientes de determinação (R²) e os desvios relativos médios (DRM). Para os três meios analisados, o modelo de Contois & Fujimoto apresentou os melhores resultados de DRM e R², ou seja, menores desvios relativos médios, variando de 13 % a 20 % para biomassa e 4 % a 9 % para o substrato, bem como os maiores coeficientes de correlação, todos acima de 0,97. Além da discriminação dos modelos, foi possível observar, por meio da estimativa de parâmetros, a existência de valores de coeficiente de manutenção da célula negativos. Com base nesta constatação, é possível considerar a hipótese de que este microrganismo tem a capacidade de armazenar energia e utilizá-la para a sobrevivência.

O presente trabalho objetivou o desenvolvimento de programas simuladores e rotinas de estimativa não-linear de parâmetros utilizando o software livre EMSO (Environment for Modeling, Simulation and Optimization) visando a simulação e discriminação de modelos cinéticos mais adequados para a produção da bactéria Herbaspirillum seropedicae em biorreatores em batelada. Este microrganismo se mostra como um potencial inoculante no mercado agrícola por apresentar a capacidade de fixar o nitrogênio atmosférico, além de produzir fito-hormônios promotores de crescimento em plantas. Os dados experimentais estão disponíveis na literatura e levam em consideração três meios de cultura distintos, sendo otimizações derivadas do meio DYGS (Dextrose Yeast Glucose Sucrose). Os programas simuladores, desenvolvidos em EMSO, possibilitaram a avaliação da cinética e a determinação dos parâmetros dos modelos de Monod, de Moser, de Contois & Fujimoto e de Andrews. Após a determinação dos parâmetros, por meio da ferramenta Estimation, disponível no EMSO, foi possível proceder a discriminação dos modelos cinéticos mais adequados para cada meio de cultura considerado, tomando como critérios de discriminação os coeficientes de determinação (R²) e os desvios relativos médios (DRM). Para os três meios analisados, o modelo de Contois & Fujimoto apresentou os melhores resultados de DRM e R², ou seja, menores desvios relativos médios, variando de 13 % a 20 % para biomassa e 4 % a 9 % para o substrato, bem como os maiores coeficientes de correlação, todos acima de 0,97. Além da discriminação dos modelos, foi possível observar, por meio da estimativa de parâmetros, a existência de valores de coeficiente de manutenção da célula negativos. Com base nesta constatação, é possível considerar a hipótese de que este microrganismo tem a capacidade de armazenar energia e utilizá-la para a sobrevivência.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/cobecic2019-SOCP4

Referências bibliográficas

• [1]

Como citar:

PETRUCCELLI, GIOVANE MASSENA; MANCINI, MAURÍCIO CORDEIRO; "DISCRIMINAÇÃO DE MODELOS CINÉTICOS APLICADOS À PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE HERBASPIRILLUM SEROPEDICAE EM BIORREATOR EM BATELADA UTILIZANDO O SOFTWARE EMSO", p-3059-3065. In: Anais do XIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica. São Paulo: Blucher, 2019.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/cobecic2019-SOCP4