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Engenharia Bioquímica I

Objetivos

Pretende-se estimular nos alunos a capacidade de desenvolver processos em reactores onde a velocidade da reacção é controlada por cinética bioquímica. Os conceitos adquiridos permitirão aos alunos desenvolver e operar processos industriais de base biotecnológica.

Caracterização geral

Código

10679

Créditos

6.0

Professor responsável

Maria Ascenção Carvalho Fernandes Miranda Reis

Horas

Semanais - 4

Totais - A disponibilizar brevemente

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Nenhuns

Bibliografia

1 - Bailey, J.E. and Ollis, D.F. (1986). Biochemical Engineering Fundamentals. McGraw-Hill, New York, USA.

 

2 - Blanch, H.W. and Clarck, D.S. (1996). Biochemical Engineering. Marcel Dekker, Inc. New York, USA.

 

3 - Nielsen, J. and Villadsen, J. (1994). Bioreaction Engineering Principles. Plenum Press. New York, USA.

 

4 - Doran, P.M. (1995) Bioprocess Engineering Principles, Academic press, London

Método de ensino

Aulas teóricas e teórico-práticas (resolução de problemas) e uma aula de laboratório
Visita a uma instalação industrial ou piloto na área da biotecnologia

Método de avaliação

Aprovação à disciplina por avaliação continua tem de obedecer simultaneamente aos seguintes 3 critérios:

 1-      A média aritmética dos 2 testes tem de ser maior ou igual a 9,5 valores

2-      Realização e avaliação/discussão do trabalho de laboratório

3-      A nota final ponderada (60% dos testes + 40% do trabalho de laboratório) tem de ser maior ou igual a 9,5 valores

 Aprovação à disciplina por exame final tem de obedecer simultaneamente aos seguintes 3 critérios:

1-      A nota do exame tem de ser maior ou igual a 9,5 valores

2-      Realização e avaliação/discussão do trabalho de laboratório

3-      A nota final ponderada (60% do exame + 40% do trabalho de laboratório) tem de ser maior ou igual a 9,5 valores

Nota: Na realização dos testes ou exames não serão permitidas máquinas calculadoras gráficas.

Conteúdo

I- Análise e Operação de Biorreactores

1.1-           Calculo de parâmetros cinéticos e estequiométricos
1.1.1-     Estequiometria de crescimento e formação de produto (balanços elementares e  redox, rendimento em biomassa e produto e carência de oxigénio)
1.1.2-     Cinética de crescimento microbiano
1.1.3-     Cinética de formação de produto e de consumo de substrato
1.2-           Reactor descontínuo (batch) , contínuo com agitação (CSTR),  semicontínuo (fed batch) e de fluxo pistão (PFR)
1.2.1-     Balanços materiais
1.2.2-     Cálculo de estado estacionário
1.2.3-     Dimensionamento e optimização
 

II- Transferencia de Massa em Biorreactores Arejados

2.1-           Princípios de transferencia de massa gás-líquido
2.2-           Balanços de massa em biorreactores arejados
2.3-           Tipos de biorreactores arejados
2.3.1- Coluna de bolhas
2.3.2- Biorreactores com agitação mecânica
2.4-           Determinação do “hold up” e área interfacial
2.5-           Determinação experimental e por recurso a correlações empíricas do coeficiente de transferencia de massa gás-líquido
 

III- Transferência de Calor em Biorreactores

3.1-            Balanços de energia e determinação de coeficientes de transferência de calor
3.2-           Esterilização de meios de crescimento
3.2.1- Cinética de morte
3.1-           Dimensionamento de esterilizadores contínuos e descontínuos
 

IV- Aplicações Industriais de Bioprocessos

4.1- Produção de antibióticos, fermentação alcoólica e produção de metano