2023

Processos de Separação em Bioquímica Biotecnológica

Nome: Processos de Separação em Bioquímica Biotecnológica
Cód.: QUI13629L
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Bioquímica, Química

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português, Inglês
Regime de Frequência: Presencial

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

O objetivo geral da unidade é dotar o aluno de conhecimentos que lhe permitam aplicar conceitos de separação a produtos biológicos à escala piloto ou industrial. No fim da unidade, o aluno deve:
- conhecer os processos de separação mais usuais na produção de produtos biológicos e compreender o seu funcionamento;
- relacionar os processos de separação, distinguindo as suas semelhanças e diferenças;
- saber aplicar os conceitos fundamentais de Ciências Básicas (Química, Física, Engenharia Química) no tratamento matemático da operação e dimensionamento dos processos.

O aluno deve ser também capaz de:
- escolher o processo mais adequado a cada situação;
- desenvolver pequenas sequências de downstream engineering, percebendo em que pontos devem ser colocadas as diversas etapas de um processo global;
- dimensionar equipamentos industriais através de scale-up de processos à escala laboratorial;
- comunicar ideias e debater soluções para problemas na área desta unidade curricular.

Conteúdos Programáticos

Tipos de processos de separação de produtos biológicos. Sedimentação e Centrifugação: princípios fundamentais. Sedimentadores. Tipos de centrífugas. Scale-up de centrífugas. Ultracentrifugação. Filtração: fundamentos. Meios filtrantes Design e scale-up de sistemas filtrantes. Extração líquido-líquido: princípios. Extracção por andares em contra-corrente. Scale-up e dimensionamento de extractores. Extracção com duas fases aquosas. Secagem: princípios. Transferência de calor e massa em secagem de sólidos. Psicrometria. Tipos de secadores. Projeto de secadores. Liofilização. Processos de membranas. Materiais usados em membranas. Tipos de membranas e módulos membranares. Transporte de massa em membranas. Diálise. Osmose inversa. Ultrafiltração. Microfiltração. Electrodiálise. Cristalização. Cristalização de proteínas. Dimensionamento e scale-up de cristalizadores em batch. Rutura celular e floculação. Rutura química e mecânica. Floculação por eletrólitos e polímeros.

Métodos de Ensino

A unidade organiza-se em aulas teóricas e teórico-práticas.
As aulas teóricas serão essencialmente de transmissão de conhecimentos, permitindo momentos de análise de dados, discussão e interactividade. Nas aulas teórico-práticas, tem lugar a aplicação dos conhecimentos adquiridos, o desenvolvimento e consolidação de competências, através da resolução de problemas, corrigidos e debatidos.

A avaliação será composta por um exame final mediante prova escrita, com opção por duas provas de frequência (contribuindo cada uma delas com 50 % para a nota final).

Bibliografia

1. R. G. Harrison, P. Todd, S. R. Rudge, D. P. Petrides, Bioseparations Science and Engineering, 2nd ed., Oxford University Press (2015)
2. W.L. McCabe, J.C. Smith, P.Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th ed., McGraw-Hill, 2017
3. R. Baker, Membrane Technology and Applications, 3rd ed. John Wiley & Sons, 2012
4. M. Mulder, Basic Principles of Membrane Technology, 2nd Kluwer, 2012
5. C.J. Geankopolis, Transport Processes and Unit Operations, 5th ed., Prentice Hall PTR, 2018