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http://hdl.handle.net/11612/8556| Authors: | Silva, Rodrigo José da |
| metadata.dc.contributor.advisor: | Aguiar, Raimundo Wagner de Souza |
| Title: | Desenvolvimento e Otimização de um Bioprocesso para Produção de conídios de Metarhizium anisopliae |
| Keywords: | Biocontrole;Biofábrica;Bioprocesso;Fungo;Inovação;Biocontrol;Biofactory;Bioprocess;Fungus;Innovation |
| Issue Date: | 18-Dec-2024 |
| Publisher: | Universidade Federal do Tocantins |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal - PPGPV |
| Citation: | SILVA, Rodrigo José da. Desenvolvimento e Otimização de um Bioprocesso para Produção de conídios de Metarhizium anisopliae.2025.93f.Tese (Doutorado em Produção Vegetal) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, Gurupi, 2025. |
| metadata.dc.description.resumo: | O Metarhizium anisopliae é um fungo amplamente empregado como agente de controle biológico em programas de manejo integrado de pragas, representando uma alternativa sustentável aos defensivos químicos. Atualmente, seus conídios são produzidos por meio de Fermentação em Estado Sólido (FES) utilizando arroz pré-cozido como substrato. A FES é caracterizada pelo uso de substratos insolúveis que atuam como suporte físico e fonte de nutrientes, sem a presença de água livre. A composição do substrato desempenha um papel crucial, pois influencia o crescimento microbiano ao afetar a disponibilidade de nutrientes e a aderência do microrganismo, além de favorecer a liberação de substâncias extracelulares. Esta tese está organizada em 3 capítulos correlacionados. O Capítulo 1 apresenta, por meio de sua contextualização, o tema “Otimização da produção do fungo M. anisopliae utilizando arroz enriquecido com sais, extrato de levedura e glicose”. Por meio da otimização, foi possível identificar e ajustar as doses de extrato de levedura, sais e glicose, que influenciam diretamente no crescimento e na esporulação do fungo. O Capítulo 2 é intitulado "Desenvolvimento de Protótipo de Mesa Agitadora com Sistema de Múltiplos Eixos Excêntricos". As mesas agitadoras são amplamente utilizadas em laboratórios para dissolver sólidos em líquidos, misturar substâncias, homogeneizar líquidos, facilitar/acelerar reações químicas e crescimento de microrganismos, dentre outros bioprocessos. A inovação proposta nesse capítulo pode melhorar a eficiência dos processos citados, principalmente no quesito capacidade de carga e rendimento. Além disso, o sistema pode ser ajustado para diferentes intensidades e alcance de movimento, permitindo maiores oportunidades nas aplicações diversas. O Capítulo 3 apresenta o design e simulação de uma planta de bioprocessos para produção de biodefensivo a partir de conídios de M. anisopliae. A simulação desse bioprocesso é fundamental para prever o desempenho da planta industrial antes de sua implementação, permitindo a otimização de parâmetros críticos e a redução de custos. Além disso, esse capítulo apresenta uma análise econômica que possibilita avaliar a viabilidade financeira do projeto, levando em conta os investimentos iniciais, os custos operacionais e o retorno esperado. Assim, esta tese reúne aspectos técnicos e econômicos, contribuindo para o aprimoramento dos processos de produção de M. anisopliae, abrangendo desde a otimização da formulação do substrato e o desenvolvimento de tecnologias inovadoras até simulações e análises econômicas, promovendo avanços na produção de agentes biológicos para o manejo sustentável de pragas. |
| Abstract: | Metarhizium anisopliae is a fungus widely used as a biological control agent in integrated pest management programs, offering a sustainable alternative to chemical pesticides. Currently, its conidia are produced through Solid-State Fermentation (SSF) using pre-cooked rice as a substrate. SSF is characterized by the use of insoluble substrates that serve as both physical support and a nutrient source, without the presence of free water. The substrate composition plays a crucial role as it influences microbial growth by affecting nutrient availability and microorganism adherence, as well as promoting the release of extracellular substances. This thesis is organized into three interconnected chapters. Chapter 1 introduces the theme “Optimization of M. anisopliae production using rice enriched with salts, yeast extract, and glucose” through its contextualization. Through optimization, it was possible to identify and adjust the doses of yeast extract, salts, and glucose, which directly influence the fungus's growth and sporulation. Chapter 2 is titled "Development of a Prototype Shaker Table with a Multi- Eccentric Axis System." Shaker tables are widely used in laboratories to dissolve solids in liquids, mix substances, homogenize liquids, facilitate/accelerate chemical reactions, and support microorganism growth, among other bioprocesses. The innovation proposed in this chapter can improve the efficiency of these processes, particularly in terms of load capacity and performance. Furthermore, the system can be adjusted for different intensities and motion ranges, enabling greater opportunities for diverse applications. Chapter 3 focuses on the design and simulation of a bioprocess plant for the production of biopesticides from M. anisopliae conidia. Simulating this bioprocess is essential to predict the industrial plant’s performance prior to implementation, allowing the optimization of critical parameters and cost reduction. Additionally, this chapter presents an economic analysis to evaluate the financial feasibility of the project, considering initial investments, operational costs, and expected returns. Thus, this thesis integrates technical and economic aspects, contributing to the enhancement of M. anisopliae production processes. It spans the optimization of substrate formulation, the development of innovative technologies, and simulations with economic analyses, driving progress in the production of biological agents for sustainable pest management. |
| URI: | http://hdl.handle.net/11612/8556 |
| Appears in Collections: | Doutorado em Produção Vegetal |
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