Questão FC444568
Bioprocessos dependem de uma compreensão profunda sobre cinética enzimática e condições operacionais para otimizar a conversão de substratos e a produção de compostos de interesse.
Bioquímica e Biomoléculas
CEBRASPE (CESPE) · 2025
Bioprocessos dependem de uma compreensão profunda sobre cinética enzimática e condições operacionais para otimizar a conversão de substratos e a produção de compostos de interesse. A respeito desse assunto, julgue o item a seguir.
Considere que, em um reator de leito fixo operando com manitol desidrogenase imobilizada para conversão de frutose em manitol, tenha sido observado que a eficiência do processo havia sido reduzida devido à formação de gradientes de concentração, sendo o substrato rapidamente consumido nas camadas superiores do leito, o que resultava em baixa conversão nas camadas inferiores. Nessa situação, para mitigar esse problema e otimizar o uso das enzimas imobilizadas, os pesquisadores deverão fazer ajustes no fluxo de alimentação, na taxa de escoamento e na configuração do leito, promovendo uma distribuição mais homogênea do substrato.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
A assertiva está correta porque a queda de rendimento decorre de gradientes de concentração gerados quando a taxa de reação supera o transporte de substrato para as camadas inferiores do leito com enzima imobilizada.
O problema é de transporte de massa: o fluxo externo e a dispersão axial são insuficientes, fazendo com que o substrato seja consumido nas camadas superiores. O fluxo de massa pode ser descrito por \(J=k_c(C_b-C_s)\), logo aumentar o coeficiente de transferência \(k_c\) ou melhorar a distribuição reduz gradientes.
Medidas práticas: ajustar a vazão superficial para aumentar dispersão axial sem comprometer excessivamente o tempo de residência, usar distribuidores de alimentação ou múltiplos pontos de entrada, promover recirculação, aumentar porosidade ou reduzir o tamanho das partículas para melhorar difusão; reconfigurar o leito para evitar canalização. Essas ações homogêneas otimizam o uso das enzimas imobilizadas e elevam a conversão.
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