Publicação em Diário da República: Despacho nº 10765/2011 - 30/08/2011
6 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 16,0 PL + 14,0 TP , Cód. 300111.
Docente(s)
- Dina Maria Ribeiro Mateus (2)
(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona
Pré-requisitos
não aplicável
Objetivos
Desenvolvimento de competências em: biotecnologia industrial; cinética e energética dos processos microbianos; operação de biorreactores; dimensionamento e scale-up dos diferentes tipos de biorreatores e suas associações; separação de produtos biológicos.
Programa
Objetivos
Depois de concluída a UC com sucesso os alunos deverão ser capazes de:
(a) Dominar os principais conceitos da engenharia de bioprocessos e reconhecer a importância da biotecnologia industrial na sociedade atual.
(b) Aplicar técnicas de dimensionamento, scale-up e de operação de reatores biológicos em processos industriais. Aplicar critérios de esterilização do vaso reacional, das correntes gasosas e líquidas. Avaliar critérios de construção e económicos de reatores biológicos.
(c) Acompanhar o desenvolvimento e aplicação de operações de separação da biomassa celular e de produtos biológicos.
Aulas T
1. Introdução à biotecnologia industrial. Biotecnologia microbiana e biocatálise aplicada.
2. Estequiometria de reações biológicas. Cinética de crescimento, consumo e produção. Modelo dinâmico geral de reatores biológicos.
3. Crescimento limitado pelo substrato da corrente gasosa. Taxas de consumo e transferência de oxigénio em reatores air-lift e mecanicamente agitados.
4. Biorreatores: Geometrias e modos de operação; Descontínuo e contínuo de tanque agitado; Contínuo fluxo pistão; CSTR com recirculação de biomassa; CSTRs associados em série; Associação CSTR-CPFR; Reatores com alimentação escalonada; Reatores de alta densidade celular; Reatores para fermentação em fase sólida. Critérios de seleção do biorreator mais apropriado. Influência da cinética reacional no tipo de reator escolhido.
5. Balanço de energia ao fermentador. Dimensionamento do sistema de arrefecimento. Esterilização de meios de cultura pelo calor em contínuo e descontínuo. Esterilização do vaso reacional e de gases.
6. Processos de separação de biomassa celular e produtos biológicos.
Aulas TP e PL
Realização de exercícios de aplicação da matéria dada nas aulas teóricas.
Realização de trabalhos laboratoriais:
TP1 Condução de uma fermentação alcoólica para produção de bioetanol.
TP2 Produção de biomassa algal num reator de coluna de bolhas.
TP3 - Análise do desempenho de uma zona húmida construída para tratamento terciário de efluentes líquidos.
Metodologia de avaliação
Prova escrita final (70%) e relatórios dos trabalhos laboratoriais (30%).
É obrigatória a realização dos trabalhos laboratoriais. classificação mínima de 10 valores em todas as componentes.
Bibliografia
- Doran, P. (2012). Bioprocess Engineering Principles. London: Academic Press
- Fonseca, M. (2007). Reactores Biológicos - Fundamentos e Aplicações. Lisboa: Lidel-Edições Técnicas
- Mateus, D. (2016). Apontamentos das aulas teóricas, Enunciados dos exercícios propostos. Protocolos laboratoriais. Tomar:
- N. Lima e M. Mota, .. (2003). Biotecnologia Fundamentos e Aplicações. Lisboa: Lidel-Edições Técnicas
Método de Ensino
Aulas teóricas e expositivas, onde se descreve e exemplifica a aplicação dos princípios fundamentais. Aulas laboratoriais em que são realizados trabalhos laboratoriais e aulas práticas em que é proposta a resolução de casos práticos e exercícios.
Software utilizado nas aulas
Não aplicável.
