cin tica microbiana l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Cinética Microbiana PowerPoint Presentation
Download Presentation
Cinética Microbiana

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 24

Cinética Microbiana - PowerPoint PPT Presentation


  • 844 Views
  • Uploaded on

Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos. Cinética Microbiana. Engenharia Bioquímica. Paulo Duarte Filho. Maio/2006. Hidrólise. Glicose. Piruvato. Produtos de Fermentação. ( lactato, álcoois, ácidos, etc.). 6 ATP. 8 ATP. 30 ATP. Ciclo de Krebs.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Cinética Microbiana' - Antony


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
cin tica microbiana

Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos

Cinética Microbiana

Engenharia Bioquímica

Paulo Duarte Filho

Maio/2006

slide2

Hidrólise

Glicose

Piruvato

Produtos de Fermentação

( lactato, álcoois, ácidos, etc.)

6 ATP

8 ATP

30 ATP

Ciclo de Krebs

Respiração Anaeróbia

(CO2, SO42-, NO3-)

CO2

O2

Respiração Aeróbia

Figura 1: Esquema simplificado de processos aeróbios e anaeróbios

slide3

Processos aeróbios: oxigênio como aceptor final de elétrons;

  • Processos anaeróbios:
  • Fermentativos: Utilizam produtos da degradação do substrato.
  • Anóxicos: Utilizam compostos inorgânicos.

Rendimento Energético

Processos aeróbios > Processos anaeróbios

slide4

Estudo Cinético

Processo obedece ao princípio de conservação da matéria

Substrato

Fonte de Nitrogênio

Elementos minerais: Fósforo, enxofre, cobre, cácio, etc.

Síntese

Manutenção

slide5

Métodos para avaliação de crescimento de microrganismos

Fisiologia do microrganismo!

Métodos Diretos

  • Determinação da concentração celular
  • Contagem no microscópio;
  • Contagens com cultura;
  • Contagem eletrônica.

Não se aplicam a m.o. filamentosos

slide8

Determinação da biomassa microbiana

  • Matéria seca;
  • Medidas óticas.

Figura 4: Separação de células por filtração

slide9

Métodos Indiretos

  • Constituintes celulares (ATP, DNA, NADH);
  • Dosagem de elementos do meio de cultura (substrato, consumo de O2, propriedades reológicas do meio de cultura, entre outros.
slide10

Microrganismo

Nutrientes

Preparo do meio

Preparo do inóculo

Esterilização do meio

Fermentador

Controles

Produto

Esterilização do ar

Recuperação do produto

Ar

Resíduo

Tratamento de efluente

Processo Fermentativo

Figura 5: Etapas de um processo fermentativo

slide11

Obtenção de uma curva de crescimento para um M.O.

Figura 6: Processo para obtenção de uma curva de crescimento

slide12

Curva de crescimento

Condições favoráveis ao microrganismo

Figura 7: Curva típica de crescimento bacteriano

slide13

Fase lag

  • Rearranjo do sistema enzimático (síntese de enzimas);
  • Traumas físicos (choque térmico, radiação, entre outros);
  • Traumas químicos (produtos tóxicos, meio de cultura).

Não há variação da concentração de biomassa no tempo, portanto:

Xo = concentração celular no tempo t =0

  • Fase intermediária
  • Aumento gradativo da concentração celular
slide14

Fase log ou exponencial

  • Células plenamente adaptadas;
  • Velocidades de crescimento elevadas;
  • Consumo de substrato;
  • Interesse prático.
  • Fase de redução de velocidade
  • Diminuição da concentração de substrato limitante;
  • Acúmulo de produto(s) no meio
  • Fase estacionária
  • Término do substrato limitante;
  • Acúmulo de produtos tóxicos;
  • Concentração celular constante em seu valor máximo.
slide15

Fase de declínio

  • Redução do crescimento celular;
  • Consumo de material intracelular (lise).
  • Não só para a concentração celular se dispõe de gráficos, mas também para o consumo de substrato e formação de produto.
slide16

Biomassa

Produto

Concentração (g/L)

Substrato

Tempo de Cultivo (h)

Figura 8: Curvas de biomassa, substrato e produto

slide17

Dispondo de um conjunto de dados experimentais de X, S e P em função do tempo tem-se:

Consumo

Formação

Crescimento

Não são os melhores parâmetros para se avaliar o estado em que se encontram o sistema.

slide18

Velocidades específicas:

  • Crescimento:
  • Consumo de substrato:
  • Formação de produto:

Distribuindo os dados da fase exponencial em coordenadas semilogarítmicas, tem-se:

slide19

Como essa fase tem a distribuição de uma reta a velocidade específica de crescimento é constante e máxima.

X0i= Concentração celular no instante de início da fase exponencial

Rearranjando a equação anterior:

Ou, re-escrevendo de outra forma, tem-se:

slide20

Assim, pode-se obter o tempo de duplicação da biomassa, onde X=2X0i:

Fator de conversão de substrato a células

X0= Concentração celular inicial

X= Concentração celular no instante t

S0= Concentração inicial do substrato

S= Concentração residual do substrato no instante t.

slide21

Este parâmetro é importante para a determinação de X em cultivo de fungos filamentosos e em processos de tratamento de efluentes.

O fator de conversão pode ser obtido também através de:

Coeficiente de Manutenção

Velocidade específica de consumo de substrato para manutenção da viabilidade celular

slide22

Produtividade

X0= Biomassa inicial;

XF= Biomassa final;

TF= Tempo total de cultivo.

Exercícios

  • Candida utilis cresce em glicerol com velocidade específica de crescimento máxima de 0,095 h-1. Qual o tempo necessário para esse microrganismo duplicar a sua massa na fase exponencial de crescimento de um processo batelada?
slide23

2. Qual a diferença entre respiração e fermentação?

  • 3. Quais os principais elementos químicos de que é composta a célula?

4. Cite exemplos práticos de aplicação industrial de leveduras, bactérias e mofos.

5. Quais os principais substratos utilizados na indústria para processos fermentativos?

6. Em uma fermentação batelada a volume constante foram obtidos os seguintes dados experimentais:

Pede-se:

slide24

Identificar as diversas fases de crescimento do microrganismo;

  • O tempo que o microrganismo leva para duplicar a sua massa na fase exponencial de crescimento;
  • A produtividade máxima em células que pode ser obtida desse processo