Concentração

Concentração
O meio de fermentação é uma mistura complexa de
biomassa, macromoléculas dissolvidas, nutrientes e
eletrólitos.
Normalmente o produto desejado está em uma
solução diluída, o que torna difícil a sua separação.
A redução de volume e a concentração do produto
podem ser necessárias tanto para produtos
extracelulares como para extratos celulares contendo
o produto.
Após a concentração procedem-se os métodos de
purificação.
Em muitos casos esta etapa pode ser considerada
como uma separação primária e emprega técnicas
comuns à etapa de purificação.
Algumas destas técnicas são:
- Concentração por membranas*
- Precipitação*
- Extração líquido-líquido*
- Cromatografia*
- Evaporação
Por exemplo, para enzimas e proteínas, empregamse as seguintes técnicas de concentração
(enriquecimento do produto):
Precipitação (com vários métodos)
Ultrafiltração
Extração em duas fases aquosas
As propriedades físicas e químicas das partículas e
moléculas envolvidas são:
- tamanho
- difusão
- carga
- tensão superficial
- massa
- solubilidade
Evaporação
É a concentração por remoção do solvente pela sua
vaporização (diferente de destilação!).
Meios com produtos termossensíveis são difíceis
de concentrar por evaporação, por isso requerem
evaporadores com baixo tempo de residência.
A eficiência de um evaporador é determinada pela
sua capacidade de transferir calor e de separar o
líquido do vapor e pelo seu consumo de energia por
unidade de solvente evaporado.
Sob condições de estado estacionário de vazão,
temperatura, pressão e composição, a energia
(calor) transferida pelo trocador de calor (ou
superfície do evaporador) é dada por:
Q = U . A . T
Onde:
- Q é a velocidade de transferência de calor
- U é o coeficiente de transfer. de calor do sistema
- A é a área superficial do evaporador
- T é a diferença de temperatura entre os fluidos.
Alguns tipos de evaporadores:
Evaporador vertical de tubo longo
Evaporador horizontal de tubo curto
Evaporador de filme descendente
Evaporador de calandra
Evaporador a placa
Evaporador de camada fina
Esquema de um evaporador de calandra (para
evaporação/concentração).
Fotos de dois tipos de evaporador vertical de
tubo longo, com diferentes arranjos dos tubos.
• vídeos
Evaporação à vácuo
Princípio: redução da pressão para provocar
ebulição em temperaturas amenas
Diagrama de fases
P
P1
P2
P2 < P1
L
S
T2 < T1
V
T2
T1 T
Equipamentos
• Rotavapor
• Concentradores à vácuo
Vácuo:
- trompa de vácuo
- bomba de vácuo
Rotavapor
Detalhe dos dispositivos de alimentação
(carga) e controle de vácuo de um rotavapor.
http://www.directindustry.com/pt/prod/spscientific/product-37050-438789.html