Biomass is an important variable in biosurfactant production process. However, such bioprocess variable, usually, is collected by sampling and determined by off-line analysis, with significant time delay. Therefore, simple and reliable on-line biomass estimation procedures are highly desirable. An artificial neural network model (ANN) is presented for the on-line estimation of biomass concentration, in biosurfactant production by Candida lipolytica UCP 988, as a nonlinear function of pH and dissolved oxygen. Several configurations were evaluated while developing the optimal ANN model. The optimal ANN model consists of one hidden layer with four neurons. The performance of the ANN was checked using experimental data. The results obtained indicate a very good predictive capacity for the ANN-based software sensor with values of R2 of 0.969 and RMSE of 0.021 for biomass concentration. Estimated biomass using the ANN was proved to be a simple, robust and accurate method.

O interesse em surfactantes de origem microbiana tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. A preocupação ambiental entre os consumidores, combinada às novas legislações de controle do meio ambiente, aumentou a procura por surfactantes naturais em substituição aos derivados petroquímicos. Os surfactantes microbianos têm sido testados em muitas aplicações ambientais e industriais, como na biorremediação, na dispersão de manchas oleosas e na recuperação de petróleo, substituindo os surfactantes químicos. Além disso, também podem ser utilizados nas indústrias de alimentos, cosméticos, detergentes e na agricultura. Neste trabalho foi produzido biossurfactante por Chromobacterium violaceum ATCC 12472, utilizando nutrientes de baixo valor agregado. A tensão superficial do biossurfactante produzido por C. violaceum ATCC 12472 teve valores entre 29 e 40 mN/m. O melhor resultado foi observado no ensaio 8 (milhocina 8,0%, lactose 1,0% e óleo de milho pós-fritura 7,5%) do planejamento fatorial, com 72 horas de fermentação, reduzindo a tensão superficial da água de 71 para 29 mN/m. Os melhores resultados do índice (E24) e da atividade de emulsificação (UEA) foram observados no ponto central, sendo utilizados para ambos os métodos o óleo de milho, que resultou no E24 de 2% e atividade com valores acima de 6 UAE. Os resultados obtidos demonstram o elevado potencial de C. violaceum na produção de um promissor biossurfactante.

ABSTRACT

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