Ficha de Componente Curricular

OBJETIVOS

Ao final do curso, o aluno será capaz de: compreender os aspectos biológicos e bioquímicos relacionados à Engenharia Bioquímica; avaliar os efeitos das condições ambientais nos processos enzimáticos e fermentativos; determinar a equação da taxa de crescimento de microrganismos e de formação de produtos num processo fermentativo; especificar reatores para processos enzimáticos e fermentativos e propor alternativas para separação de produtos de fermentação.

Ementa

Cinética dos processos fermentativos. Esterilização do equipamento, dos meios de cultura e do ar. Reatores biológicos aplicados a processos fermentativos. Recuperação dos produtos de fermentação. Estudo de processos fermentativos.

PROGRAMA

1. Cinética dos processos fermentativos
   1.1    Crescimento microbiano
   1.2    Estequiometria dos processos de fermentação
   1.3    Cinética do consumo de substrato, do crescimento celular e da formação de produto
   1.4    Modelos cinéticos de crescimento e formação de produtos
   1.5    Influência de fatores físico-químicos nos processos de fermentação

2. Reatores em processos fermentativos-reatores ideais
   2.1    Processos batelada, contínuos e semi-contínuos
   2.2    Tipos de reatores bioquímicos
   2.3    Reatores batelada e batelada-alimentada
   2.4    Processos fermentativos em reatores tubulares (PFR)
   2.5    Processos fermentativos em reatores tanque agitado continuo (CSTR) sem reciclo e com reciclo
   2.6    Comparação do desempenho de reatores em função da cinética do processo
   2.7    Reatores para processos enzimáticos

3. Esterilização do equipamento, do mosto e do ar
   3.1    Necessidade e objetivos da esterilização em nível de laboratório e industrial
   3.2    Agentes de esterilização do equipamento e dos mostos
   3.3    Cinética da esterilização pelo calor seco e úmido
   3.4    Quimioesterilização dos equipamentos
   3.5    Esterilização do ar
    
4. Agitação e transferência de oxigênio em sistemas biológicos
   4.1    Fundamentos gerais sobre transferência de massa em sistemas biológicos
   4.2    Fatores que interferem no coeficiente de transferência de oxigênio
    
5. Recuperação dos produtos de fermentação
   5.1    A importância dos processos de separação e purificação na bioquímica industrial
   5.2    Recuperação de particulados
   5.3    Isolamento de produtos
   5.4    Separação por precipitação, cromatografia e pelo uso de membranas
    
6. Estudo de processos fermentativos
   6.1    Descrição geral de processos fermentativos de interesse industrial
   6.2    Critérios de escolha do micro-organismo
   6.3    Matérias-primas
   6.4    Preparação do meio
   6.5    Critérios de escolha do tipo de processo e do reator
   6.6    Controles de fermentação
   6.7    Recuperação do produto
   6.8    Aplicações: Produção de combustíveis (etanol, hidrogênio, metano etc), bebidas fermentadas, ácidos orgânicos e derivados, probióticos, antibióticos, aminoácidos, enzimas. Microrganismos utilizados em mineração e processos biológicos de tratamento de efluente.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

FELDER, R.M.; ROUSSEAU, R.W. Princípios elementares dos processos químicos. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005.    

HIMMELBLAU, D. M. Engenharia química: princípios e cálculos. 8. ed. Rio de janeiro: LTC, 2014.

SCHMIDELL, W; LIMA, U. A.; AQUARONE, E; BORZANI, W. Biotecnologia industrial. São Paulo: Edgard Blucher, 2001. 4 v.  

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

AIBA, S. Biochemical Engineering. 2. ed. New York: Academic Press, 1973.

BAILEY, J. E.; OLLIS, D. F. Biochemical engineering fundamentals. 2. ed. New York: McGraw Hill. 1986.

SHREVE, R. N.; AUSTIN, G. Indústrias de processos químicos. 4. ed. New York: McGraw Hill, 1980.

SHULER, M.L.; KARGI, F. Bioprocess Engineering: basic concepts. 2. ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2002.

STANBURY, P. F; WHITAKER, A.; HALL, S. J. Principles of fermentation technology. 2. ed. Oxford: Butterworth-Heinemann publications, 1995.

aprovação

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Documento assinado eletronicamente por Osmando Ferreira Lopes, Coordenador(a), em 17/11/2022, às 16:10, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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Documento assinado eletronicamente por Ricardo Amâncio Malagoni, Diretor(a), em 24/11/2022, às 10:42, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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