Polihidroxibutirato (phb) é uma classe de biopolímero sintetizado por diversos microrganismos como material de reserva energética. suas propriedades termo-mecânicas e capacidade de ser produzido a partir de fontes renováveis, o torna uma alternativa notável aos plásticos de origem petroquímica. dessa maneira, o presente trabalho buscou a síntese de phb pela cepa cupriavidus necator glpfk utilizando glicerol como fonte de carbono. foram realizados cultivos em microplaca e agitador orbital com o objetivo de avaliar a influência das concentrações iniciais de glicerol e nitrogênio na velocidade específica de crescimento na fase exponencial(xrmax). a partir dos resultados obtidos determinou-se as condições iniciais para os cultivos em biorreator agitado e aerado. diferentes condições de operação como temperatura do meio e modo de alimentação de substrato, foram avaliadas baseado nos parâmetros cinéticos xrmax e produtividade em phb. o cultivo de maior produtividade, 0,75 gp l-1 h-1, foi conduzido à temperatura de 35 c e alimentado ao longo da fase de produção com as fontes de nitrogênio e carbono. neste ensaio, a concentração de biomassa total atingida foi de 54,7 g l-1 sendo 65 % phb acumulado. posteriormente, um modelo matemático que descreve a evolução das concentrações de biomassa residual, phb e oxigênio dissolvido foi proposto. no equacionamento foi levado em consideração a influência da concentração fontes de nitrogênio e carbono sobre o crescimento celular e produção de biopolímero. esta foi a primeira vez que a concentração de oxigênio dissolvido foi prevista na produção de phb. além do consumo de oxigênio, sua transferência da fase líquida à gasosa foi matematicamente avaliada em termos do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kla). para avaliar o comportamento do modelo em função das variações das grandezas de entrada, foi realizada a análise de sensibilidade global pelo método lhs-prcc. nesta análise foram avaliados 5.000 casos dentro de um intervalo de variação definido para cada grandeza. como resultado, os parâmetros relativos ao consumo de oxigênio e fonte de carbono para manutenção das atividades celulares foram desconsiderados do modelo devida à baixa influência causada. o modelo foi, então, treinado por meio da otimização multiobjetivo por busca padronizada a partir dos dados experimentais de apenas um dos cultivos realizados. assim, avaliou-se seu ajuste aos dados experimentais dos demais ensaios à mesma temperatura, verificando-se uma notável qualidade. uma nova otimização foi realizada, em que o objetivo foi maximizar a produtividade em phb por meio da alteração das condições operacionais. por meio deste experimento computacional, foi apresentada a possibilidade de atingir uma concentração final de biomassa de 108,7 g l-1 em 60 h de cultivo, com produtividade de 1,36 gp l-1 h-1. desse modo, os desenvolvimentos experimentais e matemáticos realizados neste estudo foram complementares.