Engenharia Bioquímica

Conhecimentos de Base Recomendados

Recomendam-se conhecimentos em cinética enzimática.

Métodos de Ensino

  • Aulas Teóricas: exposição de conteúdos, ilustrada com exemplos e estudos de caso.
  • Aulas Teórico-Práticas: resolução de exercícios e problemas de forma individual ou colaborativa, sob orientação do docente.
  • Aulas Práticas de Laboratório: Leitura, planeamento, execução e análise crítica e fundamentada de trabalhos experimentais, culminando na elaboração de relatórios em formato artigo científico e na criação e apresentação de um poster científico.
 

Resultados de Aprendizagem

No final da UC, o estudante deverá ser capaz de:
  1. Identificar o papel do biorreator como elemento central de um bioprocesso e distinguir os diferentes bioprodutos obtidos.
  2. Aplicar corretamente a terminologia, os modelos cinéticos e os parâmetros cinéticos e estequiométricos em situações concretas de bioprocessos.
  3. Selecionar o tipo de biorreator, modo de operação e condições de processo mais adequados, e realizar avaliações quantitativas da evolução de biomassa, substrato e produto.
  4. Analisar os mecanismos de agitação, mistura e transferência de oxigénio em reatores biológicos, avaliando o seu impacto no desempenho do processo.
  5. Resolver problemas e exercícios de aplicação relacionados com estequiometria e cinética de reações biológicas, balanços mássicos e modelação de biorreatores.
  6. Elaborar relatórios científicos e comunicar resultados de forma estruturada, em formato de artigo e em formato de poster científico.
  7. Refletir criticamente sobre as limitações dos conceitos adquiridos e reconhecer a necessidade de aprendizagem contínua.

Programa

A. Componente Teórico-Prática
  1. Estequiometria e cinéticas de crescimento microbiano, de formação de produto e de consumo de substrato.
  2. Determinação de parâmetros cinéticos de crescimento, rendimentos do processo (em biomassa e/ou produto) e coeficientes de manutenção celular.
  3. Classificação de biorreatores. Geometrias tipo e modos de operação: descontínuo (batch), contínuo e semi-contínuo (fed-batch).
  4. Modelação de biorreatores ideais e previsão da evolução das suas variáveis de estado. Balanços mássicos.
  5. Mistura e agitação em biorreatores.
  6. Transferência de massa aplicada ao dimensionamento preliminar de biorreatores. Arejamento em biorreatores.
  7. Variação de escala (Scale-up / scale-down).
  8. Aplicações de bioprocessos: estudos de caso.
  9. Resolução de problemas e exercícios de aplicação.
B. Componente Prática
  • Trabalhos laboratoriais sobre bioprocessos.
  • Elaboração de relatório científico em formato de artigo.
  • Apresentação de resultados em formato de poster científico.
 

Docente(s) responsável(eis)

Marta Helena Fernandes Henriques

Métodos de Avaliação

A. Avaliação Contínua
  • Componente Teórica (60%) - Dois testes escritos (30% cada), sem consulta.
  • Componente Prática (40%) - Inclui:
  1. desempenho individual e de grupo na execução experimental (10%);
  2. relatório científico (15%), elaborado em formato de artigo científico;
  3. poster científico e apresentação oral (15%), baseado num dos trabalhos experimentais realizados.
Condições de aprovação: nota mínima de 7,5/20 em cada componente e nota final ≥ 9,5/20.
B. Avaliação por Exame Final (em qualquer época de exame)
1. A avaliação por exame final, no caso dos estudantes que não tenham tido aprovação final por avaliação continua*, contempla:
Exame escrito (60%) - Sem consulta.
Exame prático de laboratório (40%) - Individual, sobre as temáticas abordadas.
*Quem tiver mais de 7,5 valores em cada componente da avaliação contínua pode, se quiser, ficar dispensado dessa componente no exame final.
2. A avaliação por exame final, no caso dos estudantes que pretendam fazer melhoria de classificação, contempla:
Exame escrito (60%) - Sem consulta.
Exame prático de laboratório (40%) - Individual, sobre as temáticas abordadas.
3. A avaliação por exame final, no caso dos estudantes em condições específicas previstas na lei** e que não tenham frequentado as aulas práticas durante o semestre, contempla:
Exame escrito (100%) - Sem consulta.
**Quem não esteja abrangido por nenhuma situação prevista na Lei e não tenha frequentado as aulas práticas fica automaticamente reprovado.
Condições de aprovação: nota mínima de 7,5/20 em cada componente e nota final ≥ 9,5/20.
Regras de consulta e uso de ferramentas digitais/IA
  • Testes e exame escritos: sem consulta, apenas com acesso a formulário fornecido pelo docente.
  • Problemas/exercícios em aulas teórico-práticas: consulta de bibliografia, uso de máquina de calcular, PC e de ferramentas de IA permitidos.
  • Relatório e poster científico: consulta e uso de IA permitidos, desde que devidamente identificados e com referência clara da sua contribuição.

    Estágio(s)

    NAO

    Bibliografia

    • BAILEY, JE – Biochemical Engineering Fundamentals. McGraw Hill, 1986.
    • DORAN, PM – Bioprocess Engineering Principles. Elsevier, 1995.
    • DUTTA, R – Fundamental of Biochemical Engineering. Springer, 2008.
    • FONSECA, MM; TEIXEIRA, JA – Reactores Biológicos: Fundamentos e Aplicações. Lidel, 2007.
    • LEE, J – Biochemical Engineering. Prentice-Hall, 2001.
    • NAJAFPOUR, GD – Biochemical Engineering and Biotechnology. Elsevier, 2007.
    • SHULER, ML; KARGI F – Bioprocess Engineering: Basic Processes. 2.ª Ed. Prentice Hall, 2001.