Banca de DEFESA: RUAN DIONÍZIO SILVA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: RUAN DIONÍZIO SILVA
DATA: 28/02/2024
HORA: 09:00
LOCAL: Sala Xique-xique (Bloco F)
TÍTULO: MODELAGEM, SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO DE BIORREATOR: ABORDAGEM PARA O LIMITE DE CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO NA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
PALAVRAS-CHAVES: Bioprocessos; Rendimento fermentativo; Eficiência de biorreatores; Saccharomyces cerevisiae; Planejamento experimental; Transferência de calor.
PÁGINAS: 64
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Química
RESUMO: A produção de etanol a partir da cana-de-açúcar é um processo bioquímico complexo que desempenha um papel vital na transição para fontes de energia mais limpas. A sacarose do caldo de cana serve como substrato para a fermentação, realizada pela levedura Saccharomyces cerevisiae. Essa transformação bioquímica resulta na produção de etanol, um biocombustível renovável, e dióxido de carbono. Neste estudo é realizada uma modelagem e simulação de um processo contínuo de fermentação alcoólica da cana de açúcar a partir da referida levedura e seus aspectos cinéticos, destacando a relevância da otimização desse processo devido a necessidade de encontrar alternativas para fontes de combustível poluentes e não renováveis em nível global, o que impulsiona a demanda por etanol. Este trabalho busca revisar as cinéticas fermentativas de Levenspiel, Monod e Tosetto, aplicando-as nos balanços de massa e energia para comparação e análise das divergências no redimento e produtividade ocasionados pela utilização de cada uma dessas abordagens, dependendo da concentração inicial de células, concentração inicial de substrato e tempo de residência. Também buscou-se desenvolver um modelo para o limite de concentração de etanol, Pmax, em função da concentração inicial de substrato e temperatura para que a simulação ocorra de forma mais próxima da realidade. Planejamentos fatoriais foram feitos, variando tempo de residência, concentração inicial de substrato e células, a fim de comparar a influência nos resultados de rendimento e produtividade pela utilização de um trocador de calor de placas com uma vazão de fluido refrigerante definida para o resfriamento do biorreator nas condições operacionais escolhidas. Resultados numéricos revelaram otimizações significativas, como um rendimento de 86,23% e uma produtividade de 37,90 Kg h −1m−3 com o trocador de calor de placas no planejamento 1 e um redimento de 86,28% e uma produtividade de 42,33 Kg h −1m−3 , também com o tracor de calor no planejamento 2. A simulação foi executada a partir de uma modelagem que se utilizou puramente de dados experimentais e equações empíricas retiradas da literatura, além de algumas condições operacionais fixas, conforme explicitadas na pesquisa. Destacou-se a necessidade de estudos adicionais para compreender outros parâmetros cinéticos (além do limite de concentação do produto analizado neste trabalho) e seu impacto na produção do etanol.
MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - ALBERTO BRANDÃO TORRES NETO
Interno - 1548512 - ANDREA LOPES DE OLIVEIRA FERREIRA
Presidente - 6338198 - FLAVIO LUIZ HONORATO DA SILVA
Interno - 1742365 - SHARLINE FLORENTINO DE MELO SANTOS