Concentração O meio fermentado é uma mistura complexa de biomassa, macromoléculas dissolvidas, nutrientes e eletrólitos. Normalmente o produto desejado.

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1 Concentração O meio fermentado 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.

2 Em muitos casos esta etapa está associada a uma purificação primária e emprega técnicas comuns à etapa de purificação. Algumas destas técnicas são: - Concentração por membranas* -  Precipitação* -  Extração líquido-líquido* -  Cromatografia* -  Evaporação

3 Por exemplo, para enzimas e proteínas, empregam-se 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

4 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 ou à vácuo. 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.

5 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.

6 Classificação dos evaporadores
De circulação natural De circulação forçada De película

7 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

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9 Esquema de um evaporador de película descendente.

10 Esquema de um evaporador tipo calandra
Vapor produzido Espaço-Vapor, seção de arraste e separação Circulação do líquido Alimentação Vapor de água Ebulição no interior dos tubos Vapor de água condensando no exterior dos tubos Condensando Solução concentrada Esquema de um evaporador tipo calandra

11 Evaporação à vácuo Princípio: redução da pressão para provocar ebulição em temperaturas amenas S T T2 T1 P L V P1 P2 Diagrama de fases P2 < P1 T2 < T1

12 Concentradores à vácuo
Equipamentos Rotavapor Concentradores à vácuo Vácuo: - trompa de vácuo - bomba de vácuo

13 Rotavapor

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15 Detalhe dos dispositivos de alimentação (carga) e controle de vácuo de um rotavapor.

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17 http://www. directindustry