Recuperação e purificação de invertases a partir de Saccharomyces cerevisiae em microcanais usando sistema aquoso bifásico PEG 1500/sulfato de magnésio
Invertase, sistema aquoso bifásico, extração líquido-líquido, microcanal, padrão de fluxo, polietilenoglicol.
A procura por métodos intensificadores de processos é um dos alvos da engenharia química, inclusive em processos clássicos como a extração líquido-líquido. A separação de biomoléculas utiliza esse tipo de extração e a procura pela intensificação tem ganhado destaque na literatura. No entanto, estudos sobre a respeito da avaliação do impacto de padrões de escoamento sobre o desempenho da extração ainda são escassos, principalmente em ambientes complexos com múltiplas moléculas-alvo como os produtos de uma lise celular. Assim, neste trabalho, invertase de Saccharomyces cerevisiae foi separada utilizando a técnica de extração líquido-líquido em um microssistema através de um sistema aquoso bifásico (SAB) formado por polietilenoglicol (PEG) 1500 (15% m/m), sulfato de magnésio (20% m/m) e água destilada (65% m/m). O estudo foi realizado usando diferentes condições operacionais, incluindo variações na vazão total de 9,30 μL/min a 324,45 μL/min, razão volumétrica entre fase topo e fase fundo de 1:2 a 2:1, diâmetro dos tubos de 0,51 a 2,06 mm e comprimento dos tubos de 0,58 a 9,40 m. A disposição das fases foi observada durante o percurso no microssistema usando ampla faixa de vazão total e um mapa de padrões de escoamento foi obtido. Os padrões observados foram slug-curto, slug-longo e paralelo, sendo o padrão slug-curto para baixas vazões e paralelo para altas vazões. Registrou-se que o aumento da vazão total afetou negativamente a recuperação de invertase durante a extração, enquanto que maiores valores de tempo de residência e razão volumétrica melhoraram a recuperação e o fator de purificação da enzima. Usando tempo de residência de 35 min, razão volumétrica de 2:1 e diâmetro do tubo de 1,14 mm, os padrões slug-curto e slug-longo apresentaram os melhores desempenhos de processo. Esses resultados atingiram, numericamente, os valores de 53,95% e 51,15% de recuperação de invertase e fator de purificação de 1,84 e 2,78, respectivamente. O efeito do diâmetro do canal também foi estudado e conclui-se que em menores diâmetros, a recuperação obteve melhores resultados, destacando-se o valor 57,01% de recuperação de invertase e fator de purificação de 4,16 no tubo de 0,51 mm de diâmetro quando o tempo de residência foi de 35 min e a razão volumétrica foi de 2:1. O melhor resultado também pode ser justificado pelo valor do coeficiente volumétrico de transferência de massa (kLa) máximo obtido de 8,86 x 10-4 s-1 quando comparado com os valores resultantes para as outras condições operacionais. Dessa forma, o presente estudo contribui para o desenvolvimento dos conhecimentos na área de microssistemas em problemas de separação de enzimas através de extração líquido-líquido.