Engenharia de Bioprocessos

Mestrado em Tecnologia Química
6 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 16,0 PL + 14,0 TP

Docente(s)
- Dina Maria Ribeiro Mateus

Pré-requisitos
Não aplicável.

Objetivos
Desenvolvimento de competências para execução de técnicas de biologia molecular em biotecnologia industrial. Compreender e acompanhar técnicas analíticas e operações unitárias em processos industriais de biocatálise e fermentação. Aplicar regras de higiene e segurança em biotecnologia.

Programa
OBJETIVOS E COMPETÊNCIAS A DESENVOLVER
A unidade curricular tem como objetivos o estudo e o desenvolvimento de competências nas áreas da biologia molecular, enzimologia, processos de biocatálise e fermentativos bem como na aplicação de critérios de dimensionamento e scale-up de biorreactores, e ainda de regras de higiene e segurança em biotecnologia.
Depois de concluída a UC com sucessos os alunos deverão ser capazes de:
(a) Executar técnicas de biologia molecular, compreender as principais metodologias da clonagem e análise de genes e seus produtos, no âmbito da tecnologia de DNA recombinante com hospedeiros procariotas;
(b) Aplicar técnicas envolvendo enzimas e biocatalisadores imobilizados; compreender e acompanhar operações unitárias em processos industriais envolvendo enzimas/biocatalisadores;
(c) Acompanhar o desenvolvimento e aplicação de técnicas de dimensionamento e de operação de fermentadores em processos industriais.

CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS

Aulas T
1. Introdução à biotecnologia moderna e tradicional: Biotecnologia microbiana; Biocatálise aplicada; Segurança e regulamentação em biotecnologia.
2. Engenharia Genética: Clonagem de genes; Enzimas relevantes em clonagem; Vetores de clonagem; Marcas de seleção; Exemplo típico de clonagem; Introdução de DNA recombinado na célula hospedeira.
3. Biocatálise Aplicada: Imobilização e comportamento de biocatalisadores; Cinética das enzimas livres; Cinética das enzimas imobilizadas; Reatores para biocatalisadores imobilizados; processos de separação de produtos biológicos; exemplos de processos que envolvem biocatálise.
4. Biorreactores – Fermentadores: Modelação do crescimento microbiano; Tipos de reatores biológicos; Reatores de alta densidade celular; processos de separação da biomassa celular.Exemplos de processos fermentativos.

Aulas TP e PL
Realização de exercícios de aplicação da matéria dada nas aulas teóricas.
Realização de trabalhos laboratoriais:
TP1 – Purificação, concentração e quantificação de DNA cromossómico de uma estirpe de Escherichia coli
TP2 – Restrição dos DNA cromossómico por endonucleases e sua visualização em gel de Agarose.
TP3 - Demonstração de métodos de imobilização de biocatalisadores.
TP4 – Monitorização de um reator biológico para tratamento de águas residuais à escala piloto

Metodologia de avaliação
Prova escrita final (70%), apresentação e discussão de trabalhos de pesquisa bibliográfica (10%) e relatórios dos trabalhos laboratoriais (20%).
Classificação mínima de 10 valores em todas as componentes.

Bibliografia
- Doran, P. (2012). Bioprocess Engineering Principles. London: Academic Press
- Shuler, M. e Kargi, F. (2001). Bioprocess Engineering – Basic Concepts. London: Pearson Educatión
- Videira, A. (2001). Engenharia Genética – Princípios e Aplicações (Princípios básicos - Cap I a VIII),. Lisboa: Lidel-Edições Técnicas
- N. Lima e M. Mota, .. (2003). Biotecnologia – Fundamentos e Aplicações. Lisboa: Lidel-Edições Técnicas

Método de interação
Aulas teóricas e expositivas, onde se descreve e exemplifica a aplicação dos princípios fundamentais. Aulas laboratoriais em que são realizados trabalhos laboratoriais e aulas práticas em que é proposta a resolução de casos práticos e exercícios.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável.