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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Comparao de diferentes modelos de reatores para a hidrlise enzimtica da sacarose
Ttulo [EN]: Comparison of different reactor models for enzymatic hydrolysis of sucrose.
Autor(es): Miguel Angel Aparicio Rodrguez
Palavras-chave [PT]:

Bioengenharia. Desenvolvimento de reatores de processos. Hidrlise enzimtica da sacarose. Biorreator. Brasil.
Resumo:
Resumo: O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o desempenho de um conjunto de modelos de reatores ideais contnuos visando determinar-se o modelo de menor tempo espacial para a produo de acar invertido, por hidrlise enzimtica de sacarose 850 g/L, pH 5, 55 C, com 0,1698 g/L de invertase Novo Nordisk e converso final de 98%. O modelo da cintica de hidrlise incluiu a inibio pelo substrato (sacarose) e pelo produto (glicose + frutose), a variao da concentrao da gua, e a desnaturao trmica da enzima. O tempo espacial foi calculado pelo acoplamento da equao cintica e das equaes de projeto dos reatores ideais, sendo os modelos matemticos resultantes resolvidos pelo programa DERIVE. Desconsiderando-se a desnaturao trmica da enzima, o sistema CSTR + PFR exige o menor tempo espacial (11,7000 h), enquanto a segunda opo recaiu sobre um nico PFR (t = 11,7056 h). Um nico CSTR exige o maior tempo espacial, 114,4300 h. A incluso da desnaturao trmica da enzima na anlise permitiu concluir que, com um nico CSTR, no possvel alcanar-se a converso de 98%, para as condies usadas, a no ser que a quantidade de enzima seja aumentada. Com o sistema CSTR + PFR foi possvel alcanar-se a converso final de 98%, desde que a converso do CSTR seja inferior a 89,72%. Com o Reator Tubular de Reciclo a converso alcana 98% apenas para razes de reciclo entre O e 2,003, e quando R →2,003, t → ∞. O modelo de reator de menor tempo espacial com desnaturao da enzima, um nico PER, com t = 16,9554 h. Portanto, conclui-se que a inibio pelo produto, para altas concentraes de sacarose, e altas converses, o fator critico para o desempenho dos reatores. A desconsiderao do fenmeno de desnaturao trmica da invertase conduz a erros significativos de subdimensionamento, alm de indicar erroneamente qual o melhor modelo de reator.

Abstract: The objective of this work consisted in evaluating the performance of a given set of continuous ideal reactors models, aiming at the identification of which model gives the smallest space time for the production of inverted sugar by enzymatic hydrolysis of sucrose. Reactor conditions were: 850 g/L of sucrose, pH 5, 55 C, 0.1698 g/L of Novo Nordisk invertase and final conversion of 98%. The adopted kinetic model includes inhibition by the substrate (sucrose) and product (glucose + fructose), variation of water concentration, and enzyme thermal deactivation. The space time was calculated by coupling the kinetic rate expression with the design equation for ideal reactors. The resulting mathematical models were solved with the software called Derive. Disregarding enzyme thermal deactivation, the system CSTR+PFR requires the smallest space time (11.7000 h), while the second best choice is a single PFR (t = 11.7056 h). A single CSTR requires the largest space time, namely 114.43 h. The inclusion of thermal deactivation of the enzyme in the analysis has allowed to conclude that with a single CSTR it is impossible to reach the conversion of 98%, for the specified reactor conditions, unless the enzyme charge is increased. With the system CSTR+PFR it was possible to reach the final conversion of 98%, if the conversion of the CSTR was lower than 89.72%. With the recycle tubular reactor the conversion reaches 98% only for recycle ratios in the range of zero to .003, and as R →2,003, t → ∞. The reactor model with the minimum space time in the presence of enzyme deactivation is a single PFR with t= 16.9554 h. Therefore, product inhibition, in the case of high sucrose concentration and conversion, is a critical factor for the performance of the hydrolysis reactor. Neglecting invertase thermal deactivation leads to significant errors of undersizing the reactors, in addition to pointing to the wrong optimal reactor system.
Cdigo: vtls000086329
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 1998
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Flvio Faria de Moraes
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia . Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado)/
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: beth
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: MiguelAAR.pdf
Tamanho: 1994 Kb (2041804 bytes)
Criado: 06-08-2013 17:03
Atualizado: 06-08-2013 17:24
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