DESENVOLVIMENTO DE BATELADA ALIMENTADA NA PRODUÇÃO DE LEVEDURA

Este estudo objetivou otimizar a replicação de levedura cervejeira, visando aumentar a biomassa celular e a eficiência do cultivo, com foco no desenvolvimento e ajuste de um sistema de batelada alimentada (fed-batch) e sua instrumentação. Utilizou-se um biorreator adaptado (Nalgene Clearboy) com aeração controlada por membrana PFTE e pedra sinterizada, e agitação magnética. Para o regime fed-batch, foi projetada e fabricada uma bomba peristáltica (carcaça impressa em 3D projetada usando Fusion360®/Cura®) movida através de um motor de passo NEMA 17, acionada com um driver modelo A4988 e controlada por um Arduino-Nano programado por meio da IDE-ARDUINO®. O software de controle ajustava dinamicamente a vazão de alimentação, estimando a demanda de açúcares para compensar a ausência de sensores de glicose em tempo real, a estimativa da alimentação foi calculada através do balanço de massa na conversão de açucares em massa celular; pH (pHmetro MS Tecnopon) e densidade (refratômetro ATC) foram monitorados offline. Os resultados demonstraram um aumento significativo na densidade celular, atingindo 5,1×10⁸ células/mL no sistema fed-batch, cinco vezes superior ao previamente obtido em batelada. A correção da razão C:N e o uso de extrato de levedura foram cruciais, este auxiliando na manutenção do pH em torno de 5. A bomba peristáltica customizada permitiu a implementação do fed-batch, embora a taxa de alimentação tenha sido ajustada empiricamente devido à ausência de sensores em tempo real para glicose, oxigênio dissolvido e pH, e limitações na agitação do meio também foram observadas, restringindo a eficiência da barra magnética. Conclui-se que a otimização, especialmente com o sistema fed-batch implementado com a bomba peristáltica controlada por Arduino, é uma estratégia viável para aumentar a produção de levedura. A ausência de sensores em tempo real e deficiências na agitação foram identificadas como pontos críticos para futuras melhorias no controle e homogeneidade do processo, há possibilidade de aumento significativo na massa celular, podendo alcançar até 1×10⁹ células/mL se instrumentado com os devidos sensores para realimentação da malha de controle e ajuste dinâmico em função dos açucares dissolvidos no meio de cultivo.