Para professores

Quatro exercícios com gabarito para discutir os dados calculados pelo pacote Community 1.1.1.

Material de aula

O CSV contém a série exportada pelo motor da versão 1.1.1 para a carga de referência: tanque de 100 L, 75 L úteis, X₀ = 0,03 g/L, S₀ = 10 g/L, 1 vvm e 400 rpm. A tabela abaixo destaca pontos selecionados dessa série.

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Separador ;, decimal com ponto. As colunas incluem viable_CFU_ml estimada, X viável/total e end_reason. O caminho e o contato para solicitar licença institucional estão na licença da Community: suporte@caracore.com.br.

Exercícios

  1. Taxa específica média. Usando t = 24 h, X viável = 0,061072 g/L e t = 96 h, X viável = 1,489489 g/L, estime a inclinação de ln X em função do tempo. Compare com µmax = 0,05 h⁻¹.
  2. Rendimento e decaimento. Na carga completa, o motor registra 314,968987 g de biomassa formada, 23,739796 g decaída e 749,926159 g de substrato consumido. Calcule Yx/s pela formação bruta e feche Xviável final = X₀ + Xformada/75 − Xmorta/75.
  3. Temperatura no modelo. Compare X viável em 120 h a 28 °C (3,905962 g/L) e 35 °C (0,207736 g/L), mantendo os demais setpoints e pH = 6,8. Calcule a razão e discuta o fator cardinal. O resultado é uma recomendação experimental?
  4. Fator de UFC. Para X viável final = 3,913056 g/L e fator do perfil de 2,0 × 10⁹ UFC/mL por g/L, calcule a estimativa de UFC/mL. Cite duas razões pelas quais esse número não substitui contagem de viáveis.

Gabarito resumido

  1. μ̄ = [ln(1,489489) − ln(0,061072)] / 72 ≈ 0,04436 h⁻¹. É a taxa líquida média do intervalo, influenciada por lag, oxigênio, temperatura, pH e morte; não é uma medida de μmax.
  2. Yx/s = 314,968987 / 749,926159 ≈ 0,42 g/g. Em 75 L, Xviável final = 0,03 + 314,968987/75 − 23,739796/75 ≈ 3,913056 g/L.
  3. Razão X₂₈/X₃₅ = 3,905962 / 0,207736 ≈ 18,80. A função cardinal reduz μ a 35 °C; é comportamento do modelo parametrizado, não previsão validada nem recomendação de operação.
  4. X × fator = 3,913056 × 2,0 × 10⁹ ≈ 7,826 × 10⁹ UFC/mL. Viabilidade depende, entre outros fatores, de cepa, agregação e condição fisiológica; o software não faz plaqueamento nem mede UFC.