Bioreactores e Biocatálise

Conhecimentos de Base Recomendados

Recomendam-se conhecimentos prévios de tecnologia e cinética enzimática e microbiana, assim como de engenharia bioquímica.

Métodos de Ensino

Aulas de teórico-práticas
Exposição teórica dos conteúdos programáticos. Resolução de exercícios de aplicação da matéria leccionada.
Realização de projectos práticos de laboratório de montagem e monitorização de bioprocessos, identificação, separação e purificação de bioprodutos. Desenvolvimento da capacidade crítica na aplicação dos conhecimentos teóricos e práticos adquiridos e da capacidade de recolha de informação relevante para as
temáticas abordadas.

Resultados de Aprendizagem

Esta unidade curricular pretende abordar as questões relacionados com os bioprocessos numa perspectiva mais complexa e integradora dos conceitos de cinética microbiana e enzimática, fenómenos de transferência de massa e energia e operações unitárias aplicadas a sistemas e produtos fabricados por esta via. Pretende-se que o aluno reconheça o biorreactor como parte integrante e fundamental dos bioprocessos. Domine conceitos e mecanismos essenciais para a operação e dimensionamento de biorreactores complexos. Reúna e processe informação sobre os bioprocessos e bioprodutos no sentido de: seleccionar o tipo de biorreactor, modo operatório e configuração mais apropriada para situações concretas. Dimensione o reactor e respectivos sistemas de mistura, arejamento e transferência de calor. Identifique as operações de downstream processing a aplicar na obtenção de um dado produto.

Programa

2. Tecnologia dos biorreactores. Cinética microbiana de formação de produto (primário e secundário) e de consumo de substrato (para manutenção celular, crescimento da biomassa e formação de produto). Cinética enzimática. Geometrias tipo, modos de operação e configuração dos sistemas (ex. Quimiostato com
reciclagem, air-lift, sistemas multi-estágio, sistemas heterogéneos). Fenómenos de mistura, agitação e arejamento em biorreactores. Fenómenos de transferência de massa de calor e esterilização. Metodologias de extrapolação de escala: scale-up e scale-down.
3. Processos de biosseparação e purificação dos bioprodutos. Separação sólido-líquido. Processos de concentração. Desintegração celular (métodos mecânicos e não mecânicos).
4. Aplicações convencionais e não convencionais dos bioprocessos em termos microbianos e enzimáticos: estudos de caso.

Métodos de Avaliação

Avaliação Por Exame
  • - Exame Escrito - 100.0%
Avaliação Contínua
  • - Componente teórica (teste escrito) - 60.0%
  • - Componente Prática = Desempenho prático * 20% + Trabalhos Práticos (relatório+apresentação+defesa) * 80% - 40.0%

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

Shuler ML and Kargi F (1992). Bioprocess Engineering, Basic Concepts. Prentice Hall.

Bailey JE (1986). Biochemical Engineering Fundamentals, McGraw Hill.

Fonseca MM e Teixeira JA (2007). Reactores Biológicos – Fundamentos e Aplicações, Lidel.

Doran PM (2004) Bioprocess Engineering Principles. Elsevier Academic Press.

Stanbury P, Whitaker A, Hall SJ (1995) Principles of Fermentation Technology, 2nd edition, Butterworth-Heinemann.