PARAMETRIZAÇÃO DE TROCA DE MASSA DE BIORREATOR AIRLIFT COM DUPLO SISTEMA RISER/DOWNCOMER PARA PRODUÇÃO DE CELULOSE BACTERIANA

INTRODUÇÃO: A celulose bacteriana (CB) é um biomaterial de elevado interesse biotecnológico devido às suas propriedades físico-químicas, como elevada pureza, alta cristalinidade, organização nanofibrilar e excelente resistência mecânica, apresentando potencial para aplicações nas áreas biomédica, farmacêutica e industrial. Entretanto, sua produção depende diretamente da disponibilidade de oxigênio, tornando essencial o desenvolvimento de sistemas de cultivo capazes de promover adequada transferência de massa e eficiente circulação do meio. OBJETIVOS: O presente trabalho teve como objetivo construir e parametrizar, em termos de troca de massa, um biorreator airlift com duplo sistema riser/downcomer para produção otimizada de celulose bacteriana, avaliando suas propriedades hidrodinâmicas por meio da determinação do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa) e do tempo de mistura. MATERIAIS E MÉTODO: O protótipo foi construído utilizando reservatório de polipropileno e tubulações de PVC, sendo equipado com sistema de microaeração por pedra porosa acoplada a compressor de ar. O coeficiente de transferência de oxigênio foi determinado pelo método dinâmico utilizando água destilada previamente desoxigenada com nitrogênio, enquanto o tempo de mistura foi avaliado por meio da dispersão de violeta genciana em diferentes taxas de aeração (0,33; 0,67; 1,00 e 1,33 vvm), com os ensaios realizados em triplicata. RESULTADOS: O sistema apresentou coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio de 0,7164 min⁻¹ (0,01194 s⁻¹), indicando adequada capacidade de oxigenação para aplicações em escala laboratorial. Os ensaios hidrodinâmicos demonstraram redução progressiva do tempo de mistura com o aumento da taxa de aeração, variando de 7,07 s para 5,07 s, evidenciando maior circulação do fluido e melhor homogeneização do meio. Os resultados demonstraram que o protótipo desenvolvido apresentou desempenho satisfatório, atingindo os objetivos propostos de construção e caracterização do sistema. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Embora os ensaios tenham sido realizados utilizando água, os parâmetros obtidos fornecem uma base importante para futuras avaliações com meios de cultivo reais e microrganismos produtores de celulose bacteriana. Dessa forma, o trabalho contribui para o desenvolvimento de um biorreator airlift de baixo custo, simples de construir e com potencial para aplicações em estudos laboratoriais voltados à otimização de processos biotecnológicos.

PALAVRAS-CHAVE: Celulose bacteriana; Biorreator airlift; Transferência de oxigênio; kLa; Tempo de mistura.