Desenvolvimento e aplicações de um biorreator airlift com circulação externa

Abstract

Um reator airlíft com circlação externa construído em vidro foi desenvolvido utilizando relações geométricas sugeridas na literatura e dados obtidos através de estudos preliminares utilizando um biorreator de PVC. O comportamento hidrodinâmico do sistema foi estudado através da determinação do gas holdup e da velocidade superficial do líquido. Foi proposto um modelo para a determinação do coeficiente volumétrico de transferência de massa neste reator. Os resultados tiveram uma boa concordância quando comparados com a literatura. Verificou-se a presença de dois regimes de bolhas, homogêneo e heterogêneo e uma zona de transição entre os dois regimes. A velocidade de circulação do líquido mostrou ser influenciada pela diferença de gas holdup do riser e do downcomer, pelo gas holdup no riser e pela altura do biorreator. O desempenho do biorreator airlift foi avaliado através da realização de processos fermentativos em batelada com dois microrganismos: Saccharomyces cerevisiae e Alcaligenes eutrophus. Os resultados obtidos correspondem aos valores encontrados em fermentadores agitados clássicos (STR) utilizando os mesmos microrganismos, meios de cultura e fatores fisico-químicos. Portanto, conclui-se que os fermentadores airlift, mesmo que em escala laboratorial, atende as necessidades de transferência de massa e de agitação para os processos estudados.