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Previous issue date: 2011-12-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / The use of sucrose for the production of industrial inputs with higher added value has a great industrial interest, especially glucose and fructose which present many advantages over sucrose in industrial processes. Gluconic acid and its derived salts can be mentioned as second generation products also having wide industrial applicability. This study aimed to perform a preliminary evaluation of the enzymatic process for simultaneous production of gluconic acid and, consequently, its derived salts and a high-fructose syrup from sucrose inverted using glucose oxidase (GOD) enzyme in a concentric draft tube airlift bioreactor with 2.0 working volume. For this propose, the volumetric oxygen transfer coefficient (kLa), obtained under different aeration conditions using solutions with different inverted sucrose concentrations, was firstly evaluated. The results led to a correlation to estimate kLa during the oxidation of glucose to gluconic acid in an airlift bioreactor as a function of air flow rate and medium viscosity. Experimental trials were carried out in batch at 35 °C and pH 5.5 in order to produce gluconic acid with different initial glucose concentrations (20 and 40 g.L-1) in the presence or absence of fructose, and with two different enzyme concentrations. The consumption of glucose and dissolved oxygen was monitored throughout the trials. The kinetic parameters for the process (Vmax, KS and KO) were obtained by fitting of the kinetic model to the experimental values. The results showed that the presence of fructose did not significantly affect the affinity of GOD for glucose due to the small variation of KS, as well as it did not alter Vmax values for equal concentrations of KO showed that, although the dissolved O2 concentration was small compared to that of glucose in the medium, the oxygen was not the limiting factor of the process. The results, even though preliminary, demonstrate the viability of developing a simultaneous production process for gluconic acid and highfructose syrup from inverted sucrose. / A utilizacao da sacarose para a producao de insumos de maior valor agregado e de grande interesse industrial, destacando-se a glicose e a frutose com inumeras vantagens frente a propria sacarose em processos industriais. Como produtos de segunda geracao, pode-se citar o acido gluconico e seus sais derivados, tendo os mesmos tambem grande aplicabilidade industrial. O presente trabalho teve por objetivo a avaliacao preliminar do processo enzimatico de producao simultanea de acido gluconico e, por consequencia, seus sais derivados e um xarope de frutose, a partir da sacarose invertida utilizando glicose oxidase (GOD) em biorreator airlift de cilindros concentricos com 2,0 L de volume util. Para tal, foi inicialmente avaliada a transferencia de oxigenio a partir de valores do coeficiente volumetrico de transferencia de oxigenio (kLa), obtidos sob diferentes condicoes de aeracao e utilizando solucoes com diferentes concentracoes de sacarose invertida. Os resultados obtidos levaram a uma correlacao para estimar kLa durante o processo de oxidacao da glicose a acido gluconico em biorreator airlift em funcao da vazao de alimentacao de ar e da viscosidade do meio. Na sequencia foram realizados ensaios em batelada a 35oC e pH 5,5 visando a producao de acido gluconico em sistemas com diferentes concentracoes de glicose (20 e 40 g.L-1), na presenca ou nao de frutose, e com duas diferentes concentracoes de enzima. O consumo de glicose e a concentracao de oxigenio dissolvido foram acompanhados ao longo dos ensaios. Parametros cineticos referentes ao processo (Vmax, KS e KO) foram obtidos por ajuste de modelo cinetico aos valores experimentais. Os resultados obtidos mostraram que a presenca da frutose nao influenciou significativamente a afinidade da GOD pela glicose dada a pequena variacao de KS, como tambem nao alterou Vmax em concentracoes iguais de glicose nas condicoes avaliadas. A analise dos valores obtidos de KO mostrou que, apesar de a concentracao de O2 ser pequena em relacao a de glicose no meio, o oxigenio nao foi o fator limitante do processo. Os resultados, ainda que de forma preliminar, evidenciam a viabilidade de desenvolvimento de uma tecnologia de producao para a obtencao simultanea de acido gluconico e xarope de frutose a partir da sacarose invertida.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4085 |
| Date | 22 December 2011 |
| Creators | Lopes, Sidney Magalhães |
| Contributors | Badino Júnior, Alberto Colli |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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