Processos Biotecnológicos de Conversão da Biomassa › 41450

Proporcionar conhecimentos relativos às matérias primas renováveis que possam ser utilizadas como substrato pelas enzimas e/ou culturas de microrganismos, e respetivas condições experimentais que permitam desenvolver bioprocessos com potencial aplicação industrial. Proporcionar conhecimento sobre os bioprocessos industriais já implementados com base em recursos renováveis. Promover discussão sobre processos integrados de acordo com o conceito de biorrefinaria de modo a minimizar os resíduos e a rentabilizar processos e bioprocessos sustentáveis de acordo com o modelo de economia circular.

No final da u.c., o aluno deve identificar as potencialidades da matéria-prima em estudo e propor processos biotecnológicos que utilizem matérias-primas renováveis como solução sustentável do ponto de vista tecnológico e ambiental, como alternativa aos processos baseados em matérias-primas de origem fóssil.

A preparação das monografias durante o semestre ou a realização dos dois testes ou exame final proporcionam aos alunos uma aprendizagem contínua e integrada dos conteúdos da disciplina.

No final da u.c., o aluno deve identificar as potencialidades da matéria-prima em estudo e propor processos biotecnológicos que utilizem matérias-primas renováveis como solução sustentável do ponto de vista tecnológico e ambiental como alternativa aos processos baseados em matérias-primas de origem fóssil. O aluno deve ainda conseguir integrar estes processos e bioprocessos de acordo com o modelo de economia circular.

1. Tipos de matéria prima renovavel, conceito de Biorrefinaria e Modelo de Economia Circular
2. Conceitos e fundamentos em microbiologia/biotecnologia e o modelo de economia circular
   
   • Micorganismos e enzimas como agentes de conversão de biomassa: Bactérias, fungos, incluindo leveduras e microalgas.
   • Culturas líquidas em suspensão, culturas submersas e fermentação em fase sólida
   • Culturas puras e culturas mistas
   • Vias Metabólicas principais
3. Enzimas, produção e aplicações industriais.
   • Cinética enzimática, actividade catalítica
   • Imobilização de enzimas
4. Bioprocessamento de ácidos orgânicos, amino-ácidos e álcoois para diferentes tipos de aplicações: materiais, biocombustíveis, alimentos e fármacos - exemplos.
5. Bioprocessos para a produção de biopolímeros (pululano, xantano, poli-hidroxi-alcanoatos)
6. Processos para a produção de surfactantes e proteína microbiana - exemplos.

A monografia, a sua apresentação e discussão valem 30%

Cada teste vale 35%

Nenhuns

As aulas são lecionadas usando meios audiovisuais. Cada tópico é exposto de modo a que os alunos possam aplicar os conhecimentos adquiridos em casos práticos. Discutem-se casos relevantes da atualidade de modo a salientar o “state-of-the-art” mais pertinente.

A avaliação da u.c. está articulada com os objetivos e é discreta compreendendo 1) a elaboração de monografia sobre um bioprocesso com aplicação industrial ou com potencial para isso, em grupos de 2 ou 3, e a sua apresentação oral (40%) e 2) a avaliação da componente teórica em dois testes ou num único momento de avaliação (60%).

1. Shijie Liu, Bioprocess Engineering: Kinetics, Biosystems, Sustainability, and Reactor Design, Elsevier, 2013.
2. Debalina Sengupta, Ralph W. Pike Chemicals from Biomass: Integrating Bioprocesses into Chemical Production Sustainable Development, CRC Press, 2013.
3. Pauline M. Doran, Bioprocess Engineering Principles, 2nd edition, Academic Press, 2013.
4. Ratledge, C., Kristiansan, B.,Basic Biotecnology, Cambridge University Press, 2006.
5. Kamm B., Gruber, P.R., Kamm, M., Biorefineries - Industrial Processes and Products, Status Quo and Future Directions, Vol 1 and 2, Wiley-VCH 2006.
6. Yang, S.-T., Bioprocessing for value-added products from renewable resources, new technologies and applications, Elsevier, 2007.
7. Brown, R.C., Biorenewable Resources, Engineering new products from agriculture, Blackwell Publishing, 2003.
8. Soetaert, W., Vandamme, E., Industrial Biotechnology – Sustainable Growth and Economic Success, Wiley-VCH, 2010
9. Artigos e outros documentos disponibilizados no e-learning.