Engenharia de Fermentação e Biocatálise

Conhecimentos de Base Recomendados

Introdução à Engenharia Química e Bioquímica

Balanços Mássicos e Energéticos

Dinâmica de Fluidos

Cinética Química

Reactores Químicos

Transferência de Massa

Inglês

Métodos de Ensino

Será incentivada a participação ativa dos estudantes através de questões e exemplos práticos de casos de estudo. Nas aulas práticas serão feitos trabalhos laboratoriais, para os estudantes adquirirem prática pelas actividades de biocatálise e fermentação à escala laboratorial. Serão introduzidos no contexto dos trabalhos de investigação em curso no âmbito dos processos biológicos.

Para além de um exame final obrigatório há uma componente de avaliação periódica, que inclui a elaboração de relatórios curtos e informais com a discussão dos resultados ou outros desafios.

Resultados de Aprendizagem

- Aprofundar os princípios básicos da bioquímica e da microbiologia como suporte da engenharia bioquímica na construção de um desenvolvimento sustentado.

- Saber distinguir quando as vantagens da transformação biológica se sobrepõem às da transformação química e saber seleccionar o biocatalisador mais conveniente.

- Conhecer o mecanismo da síntese das proteínas e da regulação da expressão genética.

- Conhecer a bioenergética das células nos diferentes modos de obtenção de energia.

- Compreender os mecanismos das reacções enzimáticas e quantificar as respectivas cinéticas, tendo em conta os factores ambientais.

- Formulação de caldos de cultura de uso laboratorial ou industrial e métodos de esterilização.

- Saber como melhorar o desempenho de diferentes fermentações com interesse industrial

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

Estágio(s)

Não

Programa

A - Bioquímica celular

1. Síntese de proteínas e regulação da expressão genética

2. Metabolismo e processos de transferência e acumulação de energia. A energética das células por mecanismos aeróbios, anaeróbios e fotossintéticos

B - Biocatálise

1. Reações na presença de inibidores

2. Reações com dois ou mais substratos

3. Reações com resistências difusionais (enzimas imobilizadas)

4. Reações com enzimas modificadas

5. Reações com células não viáveis

6. Reações em meios não convencionais

7. Aplicações industriais

C - Fermentação

1. Conceito e diferentes classificações

2. Matérias-primas renováveis

3. Métodos de esterilização

4. Cinética de crescimento microbiano

5. Aplicações na indústria alimentar e farmacêutica

6. Modificação de microrganismos

7. Rendimento e produtividade

8. Fermentação extrativa

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho de investigação: 20.0%
Exame: 80.0%

Bibliografia

- Nelson D.L. et al.., Lenhinger Principles of Biochemistry, 8th ed,MacmillanLearning, 2021

- Berg, J.M., et al., Biochemistry, 9th ed., Macmillan Lerning, 2019

- Stanier, R. Y. et al., General Microbiology , 5th ed., Macmillan Publishers, London, 2003

- Pelczar Jr, M. J. et al., Microbiology, 5th ed., McGraw-Hill, N.Y., 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

- Vogel, H.C., Todaro, C.C. (eds). Fermentation and Biochemical Engineering Handbook, 3rd ed. Elsevier, 2014