Determinar o volume ótimo de biorreator é essencial para uma produção bioquímica eficiente em larga escala, garantindo o rendimento máximo, mantendo a relação custo-efetividade e estabilidade operacional. Vários fatores influenciam o cálculo, incluindo taxas de crescimento microbiano, disponibilidade de substrato e projeto de processo.

Fatores que afetam o volume do biorreator

Os fatores primários incluem a escala de produção desejada, cinética de crescimento microbiano e taxas de consumo de substrato. Além disso, transferência de oxigênio, eficiência de mistura e capacidade de remoção de calor impactam o tamanho do biorreator.

Passos para calcular o volume do biorreator

Siga estes passos para estimar o volume do biorreator:

  • Determinar a quantidade total de produto necessária por lote.
  • Estimar a taxa de produtividade específica do microrganismo.
  • Calcular a concentração de biomassa necessária.
  • Calcular o tempo total de fermentação.
  • Utilizar a fórmula: Volume = (biomassa total) / (concentração de Biomassa).

Cálculo de Exemplo

Se um processo exigir 100 kg de produto, com uma produtividade específica de 0,5 g/L/h, e a fermentação durar 48 horas, a biomassa total necessária é de 100 kg. Assumindo-se uma concentração de biomassa de 10 g/L, o volume do biorreator seria:

Volume = (100.000 g) / (10 g/L) = 10.000 L.