Bioreactores e Biocatálise

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

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.

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.

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.

• - Exame Escrito - 100.0%

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

NAO

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

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

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

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

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