Modelagem e simulação do processo de produção de bioetanol utilizando rotas metabólicas

Abstract

Diversas fontes alternativas de energia renovável estão sendo estudadas para substituir o uso de combustíveis fósseis. Entre eles, a produção de bioetanol a partir de processos fermentativos de matérias-primas renováveis baseadas em carbono atraiu a atenção, pois é uma opção mais limpa e viável. Esses processos de fermentação podem e devem ser otimizados continuamente e existem várias formas de modelá-los. Uma das maneiras mais úteis de analisar processos é o desenvolvimento de modelos matemáticos de processos. Diante disso, o presente trabalho busca implementar um modelo metabólico básico para o processo de fermentação da produção de bioetanol utilizando Saccharomyces cerevisiae como microrganismo, pois este é o principal microrganismo utilizado para a produção de bioetanol. O desenvolvimento de um modelo baseado no metabolismo gera uma compreensão mais profunda do processo de fermentação, além de auxiliar no desenvolvimento de modificações genéticas que melhorem a produtividade industrial do bioetanol. A implementação e o desenvolvimento do modelo foram feitos com o software livre Dynetica e COPASI, cujos resultados foram satisfatórios de acordo com a literatura

Alternative sources of renewable energy to replace the use of fossil fuels have been studied. Among them, the production of ethanol from fermentative processes of carbon-based renewable raw materials has attracted attention because it is a clean and more viable option. These fermentative processes can and should be continuously optimized and there are several forms of modeling them. One of the most useful ways to analyze processes is the development of mathematical models of processes. In view of this, the present work seeks to implement a basic metabolic model for the fermentation process of bioethanol production using Saccharomyces cerevisiae as microorganism, since this is the main microorganism used for the production of bioethanol. The development of a model based on metabolism generates a deeper understanding of the fermentation process, as well as assist in the development of genetic modifications that will further enhance the industrial productivity of bioethanol. The implementation and development of the model will be done using the free software Dynetica and COPASI, whose results have been satisfactory according to the literature