Biorreatores

Conhecimentos de Base Recomendados

Balanços Mássicos e Energéticos, Dinâmica de Fluidos, Transferência de Calor, Transferência de Massa,  Resolução de equações diferenciais de 2ª ordem, Métodos Numéricos, Reactores Químicos, Engenharia da Fermentação e Biocatálise

Métodos de Ensino

Será incentivada a participação activa dos estudantes. Nas aulas teórico-práticas serão discutidos exercícios práticos e casos de estudo, de modo que os estudantes adquiram competências para entender os fundamentos subjacentes à melhor operação e controlo dos reactores biológicos (sejam biorreactores enzimáticos ou fermentadores).

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.

Resultados de Aprendizagem

- 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.

- Definir metodologias de intensificação e integração de bioprocessos.

- Conhecer as principais aplicações de biorreatores.

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

Estágio(s)

Não

Programa

1.Fermentadores descontínuos;

2.Fermentadores contínuos (agitados, com recirculação da biomassa, em cascata, tubulares, turbidostato, coluna de bolhas e air-lift);

3.Esterilização do meio de cultura em contínuo;

4.Reatores de lamas ativadas;

5.Imobilização de biocatalisadores;

6.Filtros de percolação e discos biológicos;

7.Fotobiorreatores;

8.Biorreatores de células animais: especificações e aplicações;

9.Agitação e aumento de escala.

Docente(s) responsável(eis)

Jorge Manuel dos Santos Rocha

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho de síntese: 35.0%
Frequência: 65.0%

Bibliografia

- Doran, P.M. Bioprocess Engineering Principles, 2^nd ed., Academic Press, 2013

- 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

- 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, 1984

- Tchobanoglous, G.; Stensel, H.D., Tsuchihashi, R., Burton, F.; Wastewater Engineering -Treatment and resource recovery disposal and reuse/ Metcalf & Eddy 5th Ed., McGraw-Hill, New York, 2014