Orientador: Rubens Maciel Filho

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica

Resumo: Realizou-se neste trabalho uma investigação acerca da dinâmica e implementação de estratégias de otimização e controleno processo de produção de penicilina. Inicialmente apresentou-se um modelo determinístico e não-estruturado deste processo para as fases de crescimento e produção, cujos...

Resumo: Realizou-se neste trabalho uma investigação acerca da dinâmica e implementação de estratégias de otimização e controleno processo de produção de penicilina. Inicialmente apresentou-se um modelo determinístico e não-estruturado deste processo para as fases de crescimento e produção, cujos modos de operação foram em batelada e batelada alimentada, respectivamente. Assumiu-se o modelo de crescimento tipo Contois, uma relação em termos de fatores de rendimento entre as velocidades específicas de crescimento, consumo de substrato, demanda de oxigênio e produção, além da existência ponderada dos metabolismos endógeno e de manutenção. Na produção do antibiótico foi considerado a hidrólise de penicilina à ácido penicilóico através de uma cinética de primeira ordem, e inibição de sua formação por excesso de substrato. Quanto à concentração de oxigênio dissolvido, utilizou-se de correlações para a estimativa do coeficiente de transferência de oxigênio, baseando-se na velocidade de
agitação, vazão de aeração, e viscosidade aparente como função da concentração celular como forma de quantificar a reologia não Newtoniana do caldo. Procedeu-se o cálculo dos balanços energéticos para o meio fermentativo e sistema de refrigeração, assumindo-sea geração de calor devido ao metabolismo celular e à potência aplicada pela agitação, e as perdas devidas à evaporação causada pela aeração, às trocas com o sistema de refrigeração e à adição de susbstrato...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital

Abstract: In this work was made an investigation about the dynamics and implementation of optimization and control strategies in the penicillin production process. Initially a deterministic and non-structured model of this process was presented for the growth and production phases, operating in a...

Abstract: In this work was made an investigation about the dynamics and implementation of optimization and control strategies in the penicillin production process. Initially a deterministic and non-structured model of this process was presented for the growth and production phases, operating in a batch and feed-batch mode. For the model development was considered Contois growth type model, yield coefficients among growth, substrate and oxygen uptake, production specific rates, endogenous and maintenance metabolismo
In the antibiotic production was considered hidrolisys from penicillin to peniciloic acid through a first order kinetic and substrate excess product inhibition. In relation to dissolved oxygen concentration the volumetric oxygen transfer coefficient was estimated through correlations based on agitation speed, aeration flow rate, apparent viscosityas a cell concentration function, in order to quantified the non-Newtonian behaviour. The heat balances for the reactant and refrigeration systems were performed considering the heat generation due cell metabolism and the power agitation, and the heat loss due evaporation caused by aeration, refrigeration system
changes and substrate adition...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations