Uma fermentação alcoólica pretende produzir 10 toneladas de etanol por batelada a partir de glicose derivada de milho. Sabe-se que a concentração máxima de etanol que a levedura suporta é de 100 g / L e a eq 1 representa a estequiometria da via metabólica Pergunta-se:
d) se a produtividade deste processo for de 10 kg etanol / m 3 h, calcule o tempo que dura cada batelada dado que produtividade =C etanol final/ V .
C6H12O6

Passo 1

Beleza, olha só o que a gente tem: queremos produzir 10 toneladas de etanol num batelada de fermentação alcoólica. A levedura só aguenta até 100 g/L de etanol antes de “travar”. A pergunta (item d) é: se a produtividade volumétrica do processo é de 10 kg etanol / m³ · h, quanto tempo cada batelada leva?
Conteúdo: cinética de fermentação e produtividade volumétrica. Vamos usar:
  1. cálculo de volume necessário a partir da massa de etanol e da concentração máxima;
  2. definição de produtividade volumétrica § e relacionamento com massa, volume e tempo;
  3. isolar o tempo e calcular.

Passo 2

Calcular o volume do fermentador (V) usando a massa final de etanol (m) e a concentração máxima tolerada (C_max):
  • m = 10 toneladas = 10 000 kg
  • C_max = 100 g/L = 100 kg/m³ (porque 1 g/L = 1 kg/m³)
    Logo,
V ;=; mCrm max ;=; 10,000;kg100;kg/m^3 ;=; 100;m^3

Passo 3

Entender a produtividade volumétrica P:
P ;=; taxa de produção de etanol (kg/h)volume (m^3) ;=; m/tV çã
Desse modo,
mt = P;times;V Longrightarrow t = mP,V

Passo 4

Basta botar os números:
  • P = 10 kg / (m³ · h)
  • V = 100 m³
  • m = 10 000 kg
t = 10,000;kg10;tfrackgm^3cdoth;times;100;m^3 = 10,0001,000;h = 10;horas

Resposta

Cada batelada dura 10 horas.

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