Tópicos Avançados de Engenharia Bioquímica › 41448

Esta disciplina tem como objetivos : (i) rever e integrar os princípios fundamentais dos Fenómenos de Transferência em Sistemas Biológicos, da Cinética das Reações  Biológicas e Químicas e da Engenharia de Bioprocessos; (ii) apresentar fundamentos de engenharia e aplicações biológicas de forma unificada, promovendo as competências para desenvolver e analisar criticamente modelos de transporte biológico e de processos reacionais ; (iii) apresentar tópicos avançados nos vários temas de interesse tendo sempre em conta a vertente dos processos biológicos. A disciplina funcionará também como Introdução aos Fenómenos de Transferência (movimento, massa e calor), à Engenharia das Reações  Químicas e à Engenharia de Bioprocessos para os estudantes que não tenham formação neste domínio ao nível dos respetivos  1º e 2º ciclos, A disciplina funcionará por módulos, que podem variar de ano para ano, consoante os interesses e a formação dos alunos que a frequentarem.

Esta disciplina tem como objetivos : (i) rever e integrar os princípios fundamentais dos Fenómenos de Transferência em Sistemas Biológicos, da Cinética das Reações  Biológicas e Químicas e da Engenharia de Bioprocessos; (ii) apresentar fundamentos de engenharia e aplicações biológicas de forma unificada, promovendo as competências para desenvolver e analisar criticamente modelos de transporte biológico e de processos reacionais ; (iii) apresentar tópicos avançados nos vários temas de interesse tendo sempre em conta a vertente dos processos biológicos.

O programa é constituído por três módulos principais podendo os respetivos  conteúdos variar ao longo do semestre

1. Fenómenos de Transferência em Sistemas Biológicos
2. Introdução e revisão de conceitos fundamentais
3. Introdução à mecânica de fluidos em sistemas biológicos
4. Transporte de massa em sistemas biológicos
5. Transferência de calor em sistemas biológicos
6. Engenharia das Reações Biológicas e Químicas
7. Cinética e catálise
8. Dimensionamento de Reatores Biológicos
9. Reatores multifásicos

III. Engenharia de Bioprocessos

1. Modelação e controle de bioprocessos
2. Processos de biosseparação
3. Integração de bioprocessos.
4. Scale up e Scale down de processos

Avaliação em dois testes ao longo do semestre cuja média das notas corresponde à classificação final.

Os alunos devem ter conhecimentos de cinética e reatores químicos e/ou biológicos, fenómenos de transferência e balanços materiais e de energia

Nesta UC apresentam-se os vários aspetos relacionados com a Engenharia Bioquímica desde os conceitos mais básicos, como os fenómenos de transporte e a cinética dos processos, até aos aspetos mais avançados, como a integração de processos e o aumento de escala, passando pelo dimensionamento de reatores  para os diferentes processos biológicos. O programa da UC é lecionado em aulas TP suportadas pela resolução de problemas apresentando casos específicos. Nesta UC prevê-se a existência de alunos com diferentes formações ao nível do 1º e 2º ciclos e, por esta razão, serão abordados temas específicos para cada situação. A UC está estruturada de modo a permitir uma integração dos conteúdos programáticos e a proporcionar ao aluno as ferramentas para compreender o desenvolvimento dos processos biológicos. As metodologias de ensino/avaliação adotadas nesta UC permitem a aquisição ao longo do semestre das competências subjacentes aos objetivos definidos para a disciplina.

As aulas são lecionadas  usando meios audiovisuais. Cada tópico é exposto de modo a que os alunos possam aplicar os conhecimentos adquiridos resolvendo problemas descrevendo casos práticos. A avaliação da UC está articulada com os objetivos  e é discreta compreendendo testes que avaliam cada um dos módulos, correspondendo a três momentos de avaliação ao longo do semestre, sendo a nota final determinada pela média ponderada.

Transport Phenomena in Biological Systems: G.A. Truskey, F. Yuan, D.F. Katz 2010 Pearson Prentice Hall Bioengineering, New Jersey, USA

Fields, Forces, and Flows in Biological Systems: A.J. Grodzinsky 2011 Garland Science, Taylor and Francis Group, Abindgon, UK

Principles and Models of Biological Transport: Morton H. Friedman 2008 Springer, New York, USA

Modeling of Chemical Kinetics and Reator  Design: A.K. Coker 2001 Gulf Professional Publishing, Boston

Biological Reaction Engineering: I.J. Dunn, E. Heinzle, J. Ingham, J.E. Pfenosil 2003 2ª Ed., Wiley-VCH, Weinhem

Multiphase Bioreactor Design: J.M.S. Cabral, M. Mota, J. Tramper, Eds 2001 Taylor and Francis, Londres

Shijie Liu, Bioprocess Engineering: Kinetics, Biosystems, Sustainability, and Reator  Design, Elsevier, 2013.

Pauline M. Doran, Bioprocess Engineering Principles, 2nd edition, Academic Press, 2013.

Soetaert, W., Vandamme, E., Industrial Biotechnology – Sustainable Growth and Economic Success, Wiley-VCH, 2010