Processos Biotecnológicos Aplicados à Conversão da Biomassa

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos básicos de Química Analítica, Química Orgânica, Microbiologia e biocatálise.

Métodos de Ensino

As aulas teóricas são lecionadas usando meios audiovisuais. As aulas práticas são imprescindíveis na compreensão das dificuldades associadas à caracterização da biomassa e ao reconhecimento da sua recalcitrância no processo de separação dos seus componentes e as consequências/efeitos na etapa de hidrólise enzimática e/ou de fermentação. São ilustrados alguns exemplos de I&D a decorrer no DEQ. As aulas OT são dedicadas ao esclarecimento de dúvidas sobre o desenvolvimento do caso de estudo sobre o qual é feita a monografia e a apresentação oral no final do semestre.

Resultados de Aprendizagem

Identificar e reconhecer as diferentes fontes biomassa, como matérias primas para a produção de biocombustíveis e produtos químicos.

Dotar os estudantes de conhecimentos que permitam a um futuro profissional contribuir para a redução de resíduos por conversão em produtos de valor acrescentado e para rentabilizar processos existentes.

Os estudantes deverão ser capazes de reconhecer o efeito da recalcitrância da biomassa e da diferença da composição química na maior complexidade do processo de bioconversão. No final, o estudante deverá identificar as potencialidades de um determinado tipo de biomassa e propor processos biotecnológicos para um caso de estudo. 

Estágio(s)

Não

Programa

Noções de biomassa, tipos, composição química; variabilidade; resíduos urbanos, agroindustriais e florestais, algas; a recalcitrância da biomassa lenhocelulósica; diferenças na macroestrutura e arquitetura da parede celular; tipos de lenhina, de hemiceluloses e de constituintes menores. Visão geral das opções de conversão de biomassa, consoante a facilidade de desconstrução/recalcitrância. Conversão Biológica: tecnologia baseada em enzimas (e.g. celulases, hemicelulases, ligninases; cocktails enzimáticos); opções tecnológicas; destoxificação; fermentação de açúcares e de gás de síntese; exemplos de microorganismos naturais ou geneticamente modificados (bactérias, fungos, incluindo leveduras); fermentação dos açúcares C5 e C6; processos SHF, SSF e SSCF. Integração de processos e avaliação económica genérica. Bioprocessamento para diferentes tipos de aplicações: e.g. materiais, biocombustíveis, alimentos, fármacos, biopolímeros, surfactantes, proteína microbiana.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Apresentação oral e discussão da monografia elaborada sobre um bioprocesso com aplicação industrial ou com potencial de aplicação: 20.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 20.0%
Trabalho de síntese: 60.0%

Bibliografia

Biomass Conversion: The Interface of Biotechnology, Chemistry and Materials, C.Baskar, S.Baskar, R.Dhillon, Springer, 2012.

S.Liu, Bioprocess Engineering: Kinetics, Sustainability and Reactor Design, Elsevier, 2016, 2^nd ed. 

D.Sengupta, R.Pike, Chemicals from Biomass: Integrating Bioprocesses into Chemical Production Sustainable Development, CRC Press, 2013.

Ind Biotechnology: Plant Systems, Resources and Products, M.Yadav, V.Kumar & N.Sehrawat (eds) Gruyter, 2019.

C.Ratledge, B.Kristiansan, Basic Biotechnology, Camb. Univ. Press, 2012, 3^rd ed.

Yang, S.-T., Bioprocessing for value-added products from renewable resources, new technologies and applic., Elsevier, 2011.

Bioprocessing Technologies in Biorefinery for Sustainable Prod. Fuels, Chemicals, and Polymers S.Yan, H.Ensashy, N.Thongchul, J.Wiley & Sons, 2013.

Capítulos de livros/artigos de revisão sobre os temas propostos para o trabalho de síntese / Book chapters or survey papers on the topics proposed for the synthesis work.