Zymomonas mobilis, bactéria anaeróbia, metaboliza glicose, frutose ou sacarose gerando quantidades equimolares de etanol e CO2. A glicose atua como indutor de glicosefrutose oxidorredutase (GFOR) e glucono--lactonase (GL), enzimas periplasmáticas de Z. mobilis, responsáveis por promover a oxidação de aldoses em ácidos aldônicos e a redução de frutose a sorbitol . Para a obtenção de altos rendimentos em biomassa e etanol em cultivos de Z. mobilis e posterior utilização das células na etapa de bioconversão de lactose e frutose em ácido lactobiônico e sorbitol, respectivamente, têm sido empregadas técnicas de reciclo celular, com destaque para a utilização de membranas. Neste trabalho foi comparado o reciclo de células através de sistemas de membranas cerâmica tubular e polimérica (fibras ocas), ambas de microfiltração e comparadas com os ensaios realizados em bateladas por cortes e por centrifugação. Na etapa inicial, foram realizados testes para definição do tempo de ativação da cultura celular, da forma de inoculação, porcentagem de inóculo empregada e, ainda, como teste preliminar, a determinação da concentração de glicose a ser empregada nos testes. Para a ativação da cultura, foi definido por 10% (v/v) de suspensão celular, onde, em 12 h de cultivo, 4g.L- 1 de biomassa foram obtidos com a utilização do extrato de levedura purificado. Na sequência, os resultados apontaram que, entre os tamanhos de inóculo testados (5 a 20% v/v), maior produção de etanol foi obtido com 15% em volume - em relação ao volume final de meio – ou com a biomassa concentrada. Para a condução dos testes de fermentações, a concentração de substrato empregada foi 80 g.L-1, com a obtenção de 3,4 g.L-1 de células em 6 h de cultivo. O reciclo de células através da centrifugação das células apontou que, nesse sistema de reciclo, foi possível o incremento em termos de crescimento celular e produção de etanol. Resultados semelhantes foram obtidos nos ensaios com reciclo de células nas bateladas por corte. No reciclo através de membranas, com re ação ao crescimento celular, aumento médio de 35% foi observado quando realizada a concentração das células com a membrana cerâmica, fato que não foi observado quando utilizada a membrana polimérica. Em função disto, as células recicladas na membrana cerâmica foram submetidas ao ensaio de bioconversão, com a obtenção de 46% de rendimento em ácido lactobiônico. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2014-11-24T11:32:47Z
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Dissertacao Paloma Fontanari Forest.pdf: 2933329 bytes, checksum: be2ca40c2837d96bb09e567f874b8ebc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Zymomonas mobilis, anaerobic bacteria, metabolize glucose, fructose or sucrose generating equimolar amounts of CO2 and ethanol. Glucose behave as an inducer of glucose - fructose oxidoreductase (GFOR) and glucono -- lactonase (GL), periplasmic enzymes from Z. mobilis, promoting the oxidation of aldoses in aldonic acids and reduction of ketoses to polyols. To obtain high yields of biomass and ethanol in cultures of Z. mobilis cells and subsequent use in the bioconversion step, cell recycling techniques, with emphasis on the use of membranes have been employed. In this work we compared the recycling of cells through ceramic and polymeric (hollow fiber) membranes with trials in batches by cuts of fermentation and centrifuged batch systems. Earlier, tests for setting the activation time and the cell culture the nutrients needed, defining the shape of inoculation and percentage of inoculum used were performed and, as a preliminary test, the determination of glucose concentration to be employed in the tests. The activation of the cell culture of choice for testing the continuity of the percentage was 10% of cells, where 12 hours of culture, 4 g.L-1 were obtained with the use of purified yeast extract. Furthermore, the results indicated that under the conditions evaluated, among inoculum sizes tested (5-20%), increased ethanol production was obtained with 15% by volum - compared to the final volume of medium - or the concentrated biomass. To conduct the test fermentations was definitely the best condition with respect to the substrate concentration 80 g.L-1, where the tests, it was possible to obtain 3,4 g.L-1 of cells within 6 hours of cultivation. The recycle of cells by centrifugation of the cells showed that this system can recycle the increase in both cell growth and ethanol production. Similar results were obtained in tests with cell recycle in batches by cut of fermentation. In recycled through membranes with respect to cell growth, average increase of 35% was observed when the concentration of the cells performd with the ceramic membrane and no increase was observed when used polymeric membranes. Because of this, the cells in recycled ceramic membrane were subjected to the test of bioconversion and the results show performance of 46% in terms of production of lactobionic acid.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:vkali40.ucs.br:11338/843 |
| Date | 20 May 2014 |
| Creators | Forest, Paloma Fontanari |
| Contributors | Baldasso, Camila, Bergmann, Carlos Pérez, Bettin, Fernanda, Silveira, Maurício Moura da, Malvessi, Eloane |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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