Modelagem e simulação de biorreatores em série para a obtenção de etanol usando a equação de Tosetto

Résumé

Neste trabalho foi simulado um processo para produção de etanol em regime transiente com biorreatores dispostos em série. A simulação foi realizada no software OCTAVE, resolvendo um sistema de nove equações diferenciais não-lineares, através do método numérico de Runge-Kutta. Com esta simulação foi possível verificar a efetividade da utilização de um biorreator na produção de etanol, considerando as condições de contorno e estabelecendo as características para uma possível otimização da conversão e produtividade no processo. A partir dos resultados da simulação observou-se que a Equação de Tosetto é adequada para a modelagem do processo de obtenção do etanol em biorreatores e condizente com trabalhos publicados. A concentração de células aumentou significativamente, em três horas de processo entrou em regime permanente, que é compatível com a teoria de crescimento celular. Em relação à concentração do substrato foi observado que diminuiu significativamente até 4 horas e após dez horas ocorre um pequeno crescimento na concentração, indicando a inibição pelo substrato. A concentração do produto etanol aumentou de dez por cento a cada passagem pelos reatores 1, 2 e 3 até atingir uma concentração de etanol de oitenta gramas por litro em regime transiente. A simulação realizada em três estágios torna o processo mais eficiente ao invés de se utilizar apenas um biorreator.