Os processos de fermentação requerem um gerenciamento eficaz da transferência de massa e calor para garantir uma atividade microbiana ideal e rendimento de produtos. A escala desses processos de laboratório para escala industrial envolve cálculos precisos para manter a eficiência e segurança. Este artigo fornece orientações práticas sobre a realização desses cálculos para o sucesso da escala.

Transferência em Massa em Fermentação

A transferência de massa envolve o movimento de nutrientes, gases e resíduos no sistema de fermentação. O cálculo adequado garante que os microrganismos recebam nutrientes e oxigênio adequados ao remover substâncias inibitórias.

Calculando a taxa de transferência de oxigénio (OTR)

A taxa de transferência de oxigénio é fundamental para as fermentações aeróbias. Pode ser estimada utilizando o coeficiente de transferência volumétrica de oxigénio (kLa) e a diferença de concentração de oxigénio dissolvido:

OTR = kLa × (C* - C)

Onde:

  • C* é a concentração de saturação de oxigénio.
  • C é a concentração real de oxigénio dissolvido.

Transferência de calor em fermentação

O gerenciamento de calor é essencial para evitar flutuações de temperatura que podem afetar a atividade microbiana. Os cálculos focam na capacidade de remoção de calor do sistema e do calor gerado durante a fermentação.

Calculando a remoção de calor

A taxa de remoção de calor (Q) pode ser estimada por:

Q = m × Cp × ΔT

Onde:

  • m é a massa do fluido de arrefecimento.
  • Cp é a capacidade de calor específica.
  • ΔT é a diferença de temperatura entre a entrada e a saída.

São necessários ajustes a estes cálculos baseados na escala de fermentação e no projeto do sistema para garantir uma remoção eficaz do calor e estabilidade do processo.