Modelagem, Simulação e Discriminação Estatística de Modelos de um Cultivo Descontínuo de Saccharomyces cerevisiae utilizando o software livre EMSO
Nome: THAÍS RODRIGUES PINHEIRO
Data de publicação: 13/12/2023
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| LAURA MARINA PINOTTI | Orientador |
Resumo: A preocupação com a poluição ambiental causada pelo uso contínuo de combustíveis fósseis, especialmente o petróleo, estimula a busca por alternativas para minimizar esta problemática. O etanol ganha destaque neste cenário por ser um combustível renovável e por ter no Brasil uma abundante fonte de matéria-prima. O etanol pode ser obtido por meio da fermentação de açúcares na presença da levedura Saccharomyces cerevisiae. A modelagem matemática deste processo possibilita uma melhor compreensão dos fenômenos físico-químicos envolvidos e, consequentemente, auxiliar nas etapas de projeto, controle e otimização. Apesar disso, a grande maioria dos trabalhos disponíveis na literatura possuem um caráter
puramente experimental. Neste trabalho foi dado ênfase ao uso do Environment for Modelling, Simulation and Optimization (EMSO), um programa livre e de código aberto, que pode ser utilizado para modelagem e simulação de processos
biotecnológicos. Utilizou-se dados experimentais da literatura referentes à produção de álcool com Saccharomyces cerevisiae, em biorreator batelada durante 28 horas de fermentação. As cinéticas foram investigadas por meio dos modelos de Monod, Moser, Contois e Andrews. Os parâmetros destes modelos foram estimados usando programação não-linear (NLP) com nível de confiança estatístico de 95%. Os critérios utilizados para a discriminação dos modelos foram o desvio médio absoluto (MAD), o erro percentual absoluto médio (MAPE) e o quadrado do coeficiente de correlação entre valores preditos e observados ()2 . Dentre os modelos investigados, o de Contois apresentou os melhores resultados, tanto para o crescimento celular quanto para o consumo de substrato. Para crescimento celular os valores de MAD, MAPE e ()2 foram de 0,2451 g/L, 9,82% e 0,9737, respectivamente. Para o consumo de substrato os valores de MAD, MAPE e ()2 foram de 4,1683 g/L, 17,67% e 0,9886, respectivamente.
