Um Modelo Matemático Simples para a Otimização de Bioprocessos em Batelada: Estudo de Caso da Produção de um Metabólito Primário

Um Modelo Matemático Simples para a Otimização de Bioprocessos em Batelada: Estudo de Caso da Produção de um Metabólito Primário

Oliveira, Samuel Conceição de; Pereira, Félix Monteiro

Artigo Completo:

Neste trabalho, um modelo matemático simples para a otimização de bioprocessos em batelada é desenvolvido e aplicado ao caso de um produto cuja cinética de produção está associada à de crescimento celular (metabólito primário). O modelo de otimização é formulado a partir do conceito de produtividade, introduzindo-se os tempos mortos ou improdutivos inerentes ao modo de operação em batelada. Os resultados obtidos permitiram verificar que o modelo proposto foi satisfatório para a otimização da produtividade do bioprocesso. Entretanto, não é possível otimizar a produtividade sem prejuízo da conversão de substrato caso uma estratégia de otimização mono-objetivo seja empregada. Para os casos em que há necessidade de otimizar mais de uma variável de desempenho, o mais indicado é empregar uma estratégia de otimização multiobjetivo com a qual as variáveis de interesse podem ser simultaneamente otimizadas em um adequado compromisso.

Neste trabalho, um modelo matemático simples para a otimização de bioprocessos em batelada é desenvolvido e aplicado ao caso de um produto cuja cinética de produção está associada à de crescimento celular (metabólito primário). O modelo de otimização é formulado a partir do conceito de produtividade, introduzindo-se os tempos mortos ou improdutivos inerentes ao modo de operação em batelada. Os resultados obtidos permitiram verificar que o modelo proposto foi satisfatório para a otimização da produtividade do bioprocesso. Entretanto, não é possível otimizar a produtividade sem prejuízo da conversão de substrato caso uma estratégia de otimização mono-objetivo seja empregada. Para os casos em que há necessidade de otimizar mais de uma variável de desempenho, o mais indicado é empregar uma estratégia de otimização multiobjetivo com a qual as variáveis de interesse podem ser simultaneamente otimizadas em um adequado compromisso.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/biochem-vsimbbtec-22070

Referências bibliográficas

• [1] ASTUDILLO, I. C. P.; ALZATE, C. A. C. Importance of stability study of continuous systems for ethanol production. Journal of Biotechnology, v. 151, n. 1, p. 43-55, 2011.
• [2] CONSTANTINIDES, A.; MOSTOUFI, N. Numerical methods for chemical engineers with MATLAB applications. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall PTR, 1999.
• [3] OLAOYE, O. S.; KOLAWOLE, O. S. Modeling of the kinetic of ethanol formation from glucose biomass in batch culture with a non structured model. International Journal of Engineering Research and Applications, v. 3, n. 4, p. 562-565, 2013.
• [4] SINCLAIR, G. G.; KRISTIANSEN, B. Fermentation kinetics and modeling. New York: Taylor & Francis, 1987.

Como citar:

Oliveira, Samuel Conceição de; Pereira, Félix Monteiro; "Um Modelo Matemático Simples para a Otimização de Bioprocessos em Batelada: Estudo de Caso da Produção de um Metabólito Primário", p-151-154. In: In Anais do V Simpósio de Bioquímica e Biotecnologia - VSIMBBTEC [=Blucher Biochemistry Proceedings].. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23595043, DOI 10.5151/biochem-vsimbbtec-22070