@PHDTHESIS{ 2020:1363424196, title = {Bioprocesso, modelagem matemática e potenciais de aplicações do permeado de soro de queijo desproteinizado e levedura Kluyveromyces marxianus CCT 4086}, year = {2020}, url = "https://tede.unioeste.br/handle/tede/6119", abstract = "Um dos subprodutos gerados pelas indústrias lácteas é o permeado de soro de queijo desproteinizado (PSQD), o qual apresenta elevada carga orgânica, devido ao seu alto teor de lactose e sais minerais. No intuito de transformar os resíduos lácteos e minimizar os impactos ambientais que estes podem provocar se descartados de forma incorreta no meio ambiente, busca-se, por meio da aplicação da biotecnologia, desenvolver novos produtos empregando resíduos lácteos como matéria-prima. Assim sendo, quando se visa a produção em escala industrial, é essencial a compreensão dos efeitos das condições experimentais de fermentação, principalmente se tratando da formação de bioetanol e/ou bioprodutos. Deste modo, a construção de modelos matemáticos que descrevem a bioconversão e auxiliam na otimização de processos é fundamental para o aumento do rendimento das reações. Nessa perspectiva, o objetivo geral desta pesquisa foi avaliar o potencial do desenvolvimento de bioprocesso otimizado e modelado de produção de bioetanol a partir de permeado de soro de queijo desproteinizado (PSQD) e Kluyveromyces marxianus CCT 4086 englobando o conceito de biorrefinaria. Ademais, realizar o desenvolvimento e validação de um novo modelo matemático para descrever o processo de fermentação desta levedura. Para tanto, avaliou-se um planejamento experimental fatorial 2³ e um delineamento composto central rotacional para a biotransformação do PSQD em bioetanol e demais bioprodutos. Dentre os ensaios experimentais, as maiores bioconversões se deram com 88 g L- 1 de lactose, em que o ensaio 1 (29 °C e pH 4,5) foi a melhor condição, obtendo 50,65 g L-1 de bioetanol ao final de 45 h de reação, seguido dos ensaios 20, 21 e 22 (30 ºC e pH 3,5) com concentração média de etanol de 47,83 g L-1 em 40 h. Em todos os ensaios, também houve a produção de galacto-oligossacarídeos ou ácidos orgânicos. Visando a elaboração de um modelo que representasse este processo de fermentação, foram analisados e testados dois modelos fenomenológicos da literatura e proposto um novo modelo. Os parâmetros cinéticos dos modelos foram ajustados a partir de um conjunto de dados experimentais dos ensaios (1 e 5) sob mesmas condições de pH e temperatura (29 °C, pH 4,5). O modelo que melhor representou o processo da bioconversão foi o modelo matemático proposto, pois considera os efeitos de inibição de crescimento pelo substrato e a fase de morte celular, incorporando os efeitos de liberação de bioetanol residual durante a fase de crescimento celular. Deste modo, comprova-se o potencial do PSQD como matéria-prima para biotransformações e a constituição de um processo integrado e sustentável de uma biorrefinaria a partir da indústria láctea.", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química}, note = {Centro de Engenharias e Ciências Exatas} }