Engenharia Bioquímica

Ano
1
Ano lectivo
2022-2023
Código
02040863
Área Científica
Biossistemas
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Obrigatória
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Introdução à Engenharia Química e Bioquímica

Balanços Mássicos e Energéticos

Dinâmica de Fluidos

Introdução à Engenharia das Reações

Reactores Químicos

Transferência de Calor

Transferência de Massa

Inglês

Métodos de Ensino

Será incentivada a participação activa dos estudantes. Nas aulas práticas serão feitos trabalhos laboratoriais, de modo aos estudantes adquirirem prática e gosto pelas actividades de biocatálise e operação com reactores biológicos (biorreactor enzimático e fermentador).

Para além de um exame final obrigatório há uma componente de avaliação contínua que inclui a elaboração de uma monografia temática (sucinta mas crítica) com apresentação oral, e ainda a participação activa nos trabalhos de laboratório com a eventual elaboração de relatórios curtos e informais com a discussão dos resultados

Resultados de Aprendizagem

- Saber distinguir quando as vantagens da transformação biológica se sobrepõem às da transformação química.

- Conhecer as diferentes configurações de reactores biológicos e saber seleccionar a mais adequada para cada aplicação, assim como o biocatalisador mais conveniente.

- Conhecer as metodologias para maximizar a mistura, o arejamento e a transferência de massa em fermentadores. Conhecer as estratégias de mudança de escala.

- Conhecer a teoria do quimiostato simples e modificado. Saber fazer balanços de massa à biomassa e ao substrato limitante a diferentes configurações de fermentadores.

- Saber definir critérios de esterilização à escala industrial e saber como usar resíduos agro-industriais como matéria-prima na tecnologia de fermentação.

- Saber avaliar as estratégias de recuperação e purificação de bioprodutos em sistemas fermentativos e de biocatálise.

- Desenvolver competências para resolver novos problemas, de trabalho em equipas interdisciplinares e de tomada de decisão

Estágio(s)

Não

Programa

- Análise global dos processos de produção e separação de produtos biológicos.

- Interdependências mútuas e integração das diferentes operações envolvidas.

- Estratégias de produção: processos fermentativos vs biocatálise vs catálise química.

- Processos fermentativos: operações a montante, formulação e esterilização de caldos, esterilização do ar, transferência de massa, configuração de fermentadores, majoração de escala.

- Cultura contínua e aproveitamento de resíduos agro-industriais ricos em hidratos de carbono como matéria-prima na tecnologia de fermentação. Conceito de biorefinaria.

- Processos de separação sólido / líquido – tecnologias correntes e tecnologias emergentes. Desintegração celular, precipitação de proteínas, cromatografia, extracção líquido – líquido.

- Intensificação de bioprocessos por imobilização de enzimas e células. Biocatálise aplicada. Biocatálise em meios não convencionais. Novos conceitos de biorreactores.

Docente(s) responsável(eis)

Jorge Manuel dos Santos Rocha

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 10.0%
Trabalho de síntese: 20.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

- Doran, P.M. Bioprocess Engineering Principles, Academic Press, 2nd ed, 2012.

- Bailey, J. e Ollis, D. Biochemical Engineering Fundamentals, 2nd ed., McGraw-Hill, 1986

- Riet K. e Tramper, J. Basic Bioreactor Design, Marcel Dekker, Inc., 1991

- Lima N. e Mota, M. Biotecnologia. Fundamentos e Aplicações, Lidel, edições técnicas, 2003

- Fonseca, M.M. e Teixeira, J.A. (coordenação), Reactores Biológicos – Fundamentos e Aplicações, Lidel, Edições Técnicas Lda, 2007

- Belter, P.A., Cussler E.L. e Hu, Wei-Shon, Bioseparations: downstream processing for biotechnology, John Wiley &Sons, Ltd, 1988

- Kennedy J.F. e Cabral J.M.S. (ed), Recovery processes for biological materials, John Wiley &Sons, Ltd, 1993

- Atkinson, B. & Mavituna, F., Biochemical Engineering and Biotechnology Handbook, 2nd ed., Stockton Press, N.Y., 1991

- Stanbury, P.F. e Whitaker, A., Principles of Fermentation Technology, Pergamon Press, Oxford, 3rd ed., 2016