Engenharia da Biorreação
Objetivos
O objetivo principal é estimular nos alunos a capacidade de desenvolver processos em reatores onde a velocidade da reação é controlada por cinética bioquímica. Os conceitos adquiridos permitirão aos alunos desenvolver e operar processos industriais de base biotecnológica.
Caracterização geral
Código
12594
Créditos
6.0
Professor responsável
Maria Filomena Andrade de Freitas
Horas
Semanais - 4
Totais - A disponibilizar brevemente
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
Nenhuns
Bibliografia
Bailey J.E. and Ollis D.F. (1986) Biochemical Engineering Fundamentals. McGraw-Hill, New York, USA.
Nielsen J. and Villadsen J. (2011) Bioreaction Engineering Principles. Plenum Press. New York, USA
Doran P.M. (2012) 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 na área da biotecnologia
Método de avaliação
Aprovação a EB 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 de um trabalho de laboratório e avaliação/discussão do relatório do trabalho de laboratório
3. A nota final ponderada (60% média dos testes + 40% do trabalho de laboratório) tem de ser maior ou igual a 9,5 valores
Aprovação a EB 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 de um trabalho de laboratório e avaliação/discussão do relatório 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 são permitidas calculadoras gráficas
Conteúdo
I. Análise e Operação de Biorreactores
1.1. Cálculo de parâmetros cinéticos e estequiométricos
1.1.1. Estequiometria de crescimento e formação de produto (balanços elementares e redox; rendimento em biomassa e em produto; 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. Reator 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 otimização
II. Transferencia de Massa em Biorreatores 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 Biorreatores
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