Entendendo um processo com reciclo externo de células (Utilize a abordagem do tempo de residência e use os dados cinéticos da questão 1 e considere a taxa de morte celular ( \mathrm{k}_{\mathrm{d}} )). Os dados de vazão F_{I} e F_{W} são 1000 e 300 \mathrm{~m}^{3} /dia, respectivamente.
a) Qual é o valor de \theta \mathrm{c}^{\text {wo }} ?
b) Simule as curvas de Su , Xu e Xr para uma \mathrm{R}=0,4.
c) Caso \theta=8 dias, qual é o valor de R_{\text {min }} do sistema? Faça uma curva de Xu e Xr em função de R \left(\mathrm{R}_{\min }\right). Vale a pena trabalhar com \mathrm{R}=0,6 ?
d) Caso a taxa de reciclo seja de \mathrm{R}=0,45, qual a relação \theta \mathrm{c} / \theta devo aplicar ao sistema?

Passo 1

A questão trata de um biorreator com reciclo externo de células e pede várias análises baseadas no tempo de residência celular ( \theta_c) e nas curvas de biomassa viável ( X_u), biomassa retida no reator ( X_r) e substrato residual ( S_u). Para isso devemos usar os dados cinéticos da questão 1 (em particular \mu_{\max}, K_S, Y_{X/S} e \mathrm{k}_d) e ainda os vazões de alimentação e de retirada de saída de água F_I=1000, m^{3}/dia e F_W=300, m^{3}/dia.

Passo 2

Verificar quais parâmetros cinéticos são necessários:
\mu_{\max} (taxa máxima de crescimento)
K_S (constante de meia-saturação)
Y_{X/S} (rendimento biomassa/substrato)
\mathrm{k}_d (taxa de morte celular)
Sem esses valores não há como calcular numericamente \theta_c, simular as curvas ou determinar R_{\min}.

Passo 3

Como os dados de \mu_{\max}, K_S, Y_{X/S} e \mathrm{k}_d não foram fornecidos no enunciado, qualquer cálculo específico de
a) \theta_c^{wo}
b) curvas S_u, X_u, X_r para R=0{,}4
c) R_{\min} dado \theta=8 dias
d) relação \theta_c/\theta para R=0{,}45
ficaria indeterminado.

Resposta

Não é possível resolver numericamente as alíneas (a) a (d) porque faltam os dados cinéticos da questão 1 ( \mu_{\max}, K_S, Y_{X/S} e \mathrm{k}_d), que são essenciais para todos os cálculos.

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