Uma cepa de levedura geneticamente modificada é cultivada em um biorreator a
para produção de proteína heteróloga. A necessidade de oxigênio é de
; a concentração crítica de oxigênio é
. A solubilidade do oxigênio no caldo de fermentação é estimada em
menor do que na água devido aos efeitos do soluto.
a) Qual é o coeficiente mínimo de transferência de massa necessário para sustentar essa cultura se o reator for borrifado com ar a aproximadamente 1 atm de pressão? (Resp.:
)
b) Qual é o coeficiente de transferência de massa necessário se for usado oxigênio puro em vez de ar?
Resp.:
a) Qual é o coeficiente mínimo de transferência de massa necessário para sustentar essa cultura se o reator for borrifado com ar a aproximadamente 1 atm de pressão? (Resp.:
b) Qual é o coeficiente de transferência de massa necessário se for usado oxigênio puro em vez de ar?
Passo 1
O enunciado trata da transferência de oxigênio em um biorreator: a cepa consome
mmol L
h
, a concentração crítica é
mM e a solubilidade do oxigênio no caldo é
menor que em água. Vamos usar o balanço de massa em regime estacionário onde a taxa de consumo de oxigênio (OUR) deve ser igual à taxa de transferência de oxigênio (OTR):
Passo 2
Converter a demanda de oxigênio para unidades compatíveis com segundos e milimolares:
Passo 3
a) Para ar a 1 atm, a solubilidade de O
em água a
C é cerca de
mM. No caldo, isso cai
:
O diferencial driving force é
Passo 4
Igualando OUR e OTR:
Passo 5
b) Para oxigênio puro a 1 atm, a solubilidade em água é cerca de
mM e no caldo:
Resposta
a)
b)
b)