O estado de Santa Catarina é o maior produtor de maçã do país. Para aproveitar esse potencial foi proposto neste trabalho a utilização de um biorreator do tipo airlift de circulação externa para a produção de vinagre de maçã. Trata-se de uma aplicação inovadora que apresentou vantagens quando comparada ao processo clássico de produção de vinagre, especialmente de ordem econômica, devido ao aumento de produtividade. Para a produção de vinagre foram realizadas quatro culturas em biorreator airlift e paralelamente quatro culturas controle em biorreator clássico. Foram controladas a temperatura e a aeração durante as culturas realizadas. Houve adições de álcool comercial para o término da acetificação, pois o teor de álcool do fermentado de maçã estava baixo para esse processo. O biorreator airlift apresentou superioridade na produção de ácido acético quando comparado com o biorreator clássico. A produtividade média máxima de ácido acético obtida durante a quarta cultura foi de 4,2 g.L-1.d-1 para o biorreator airlift e 1,6 g.L-1.d-1 para o biorreator clássico. Vinagres de maçã comerciais foram analisados para a obtenção de valores de referência (pH, acidez total, massa específica, cinzas, teor de álcool, acidez volátil, extrato seco). Detectou-se que alguns vinagres comerciais não atendem a legislação com relação aos teores de cinzas e extrato seco. As características físico-químicas e sensoriais dos vinagres de maçã produzidos no biorreator airlift e também no biorreator clássico operados em batelada, atenderam às exigências da legislação e foram comparados com os vinagres de maçã comerciais. Verificou-se que os teores de cinzas e extrato seco foram superiores aos verificados nos produtos comerciais. Parâmetros cinéticos e estequiométricos foram obtidos para os biorreatores estudados. A velocidade específica média de crescimento celular foi de 0,14 d-1 para o biorreator airlift e 0,10 d-1 para o biorreator clássico. O fator de conversão médio de álcool em ácido acético para o biorreator airlift foi de 0,56 g.g-1 e para o biorreator clássico foi de 0,25 g.g-1. O fator de conversão médio de álcool em células para o biorreator airlift foi de 0,009 g.g-1 e para o biorreator clássico foi de 0,006 g.g-1. Através dos resultados obtidos durante as culturas realizadas conclui-se que um biorreator airlift é mais vantajoso a produzir vinagre do que um biorreator clássico, pois sua superioridade fica clara em todos os parâmetros analisados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.