Engenharia das Fermentações

Código:

EBE0187

Sigla:

EF

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biológica
OFICIAL	Engenharia de Bioprocessos

Ocorrência: 2018/2019 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	27	Plano de estudos oficial	3	-	6	56	162
MIEQ	14	Plano de estudos oficial	4	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Pretende-se que os estudantes adquiram a capacidade de planear, dimensionar e analisar a operação de reatores com células (em particular, microbianas) em suspensão e em agregados celulares (incluindo biomasssa fixa). Esta unidade curricular também visa dotar os estudantes de conhecimentos de análise e dimensionamento de unidades complementares de processos fermentativos (agitação, arejamento e esterilização).

Resultados de aprendizagem e competências

Ao completar esta unidade curricular o estudante deve ser capaz de:

• Conhecer o papel dos microrganismos nas aplicações biotecnológicas
• Conhecer as principais estratégias para crescer microrganismos e quantificar esses crescimento
• Modelizar a cinética de crescimento celular na presença e ausência de inibição e/ou limitações ao crescimento
• Documentar as principais aplicações tecnológicas das tecnologias de fermentação
• Descrever os principais tipos de biorreatores
• Modelizar o modo de operação dos principais tipos de biorreatores
• Conhecer as principais estratégias de agitação e arejamento de um biorreator
• Quantificar o coeficiente global de transferência de oxigénio num biorreator 
• Dimensionar o requisitos de potenciação de agitação e arejamento
• Dimensionar estratégias de esterilização
• Efetuar scale-up/scale-down de biorreatores

 

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Integração do biorreatores em processos industrial (exemplos de produtos fermentados); Esquema geral de um processo fermentativo; Caraterísticas gerais de microrganismos e meios de cultura utilizados industrialmente. 2. Crescimento celular; quantificação do crescimento celular; imobilização de células; filmes microbianos). 3. Fundamentos de balanços de material (balanços de massa a um ou mais componentes; balanços em múltiplas unidades; balanço em unidades com reciclagem, bypass e purga). 4.Biorreatores de células microbianas: classificação; reatores com biomassa suspensa e com biomassa fixa. Modos de operação de biorreatores (batch, fed-batch, contínuo). Caraterísticas físicas do equipamento. 5. Modelação e simulação de processos em biorreatores microbianos: exemplos ilustrativos; utilização de software específico. 6. Agitação e arejamento (Conceito de transferência de massa; Coeficiente de correlação de transferência de massa; Quantificação da área interfacial; Determinação da taxa de absorção/transferência de oxigénio; Correlações para KLa; Conceito de “hold-up”). 7. Esterilização (Métodos de esterilização; Cinéticas de morte térmica; Esterilização em descontínuo e em contínuo; Esterilização de ar) 8. Conceitos gerais de variação de escala em biorreatores.

Bibliografia Obrigatória

Lee J.M. ; Biochemical Engineering. , Prentice-Hall Inc., 2001
Bailey J.E., Ollis D.F. ; Biochemical Engineering Fundamentals. , McGraw-Hill., 1987

Bibliografia Complementar

Lopes A.M., Fonseca A. ; Biologia microbiana. , Universidade aberta., 1996
Ferreira W.F.C., de Sousa J.C.F. ; Microbiologia. Volume 1. , Lidel – edições Técnicas, Lda., 1998
Fonseca M.M., Teixeira J.A. ; Reactores biológicos - fundamentos e aplicações, Lidel – edições técnicas, Lda., 2007

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição formal dos fundamentos teóricos e metodologias de abordagem, usando videoprojector e material online acessível através na Internet, e resolução de problemas, acompanhados de alguns exemplos de aplicação. Serão propostos para estudo individual a resolução de problemas mais complexos que podem exigir, em alguns casos, suporte informático (Microsoft Excel ou plataforma similar; SuperPro Designer; Berkeley Madonna). Propõem-se exemplos de dimensionamento de biorreatores, onde se aplicam regras fundamentais de modelação e projeto.

Software

Microsoft Windows
Adobe Acrobat
SuperPro Designer

Palavras Chave

Ciências Naturais > Ciências biológicas > Engenharia biológica
Ciências Tecnológicas > Engenharia

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	75,00
Trabalho laboratorial	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	20,00
Estudo autónomo	62,00
Frequência das aulas	45,00
Trabalho de investigação	20,00
Trabalho laboratorial	15,00
Total:	162,00

Fórmula de cálculo da classificação final

Modo de avaliação dos conhecimentos: avaliação distribuída com exame final. A classificação final será calculada de acordo com os seguintes componentes de avaliação: Exame final com um fator de ponderação de 75% na classificação final; Avaliação contínua: Relatórios das aulas práticas, com fator de ponderação de 25%. Exame de recurso. Para obtenção de classificação positiva, o estudante deverá obter uma classificação global mínima de 9.5 valores. No entanto, o exame final deverá ter uma classificação superior a 8 valores.

Trabalho de estágio/projeto

No âmbito desta UC, os estudantes terão a oportunidade de frequentar um estágio curto em ambiente empresarial.
A frequência deste estágio é facultativa e não entrará no cálculo da classificação final.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Estas situações não dispensam a realização dos trabalhos da unidade curricular. Estes têm que ser realizados no mesmo prazo que for fixado para os estudantes ordinários. A forma de avaliação é portanto a mesma para todos os estudantes.

Melhoria de classificação

Exame de recurso. (A nota das componentes da avaliação contínua valerá para todo o ano letivo e estes não poderão ser substituídos por outro tipo de provas)