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Engenharia das Reacções e Biorreactores


Área Científica: Tecnologia dos Processos Químicos
Ano: 3º
Semestre: 1
Créditos: 6 ECTS
Horas de contacto: 30 T, 28 PL, 2 S, 20 OT

Objectivos/Competências adquiridas:

O principal objectivo da disciplina é introduzir o estudante nos campos da engenharia das reacções químicas e processos biotecnológicos, dando uma ênfase especial ao equipamento em que os mesmos se processam.
No final da unidade curricular o aluno deve ser capaz de: determinar a equação e constante cinéticas de reacções químicas; dimensionar reactores descontínuos, de mistura perfeita e tubulares; determinar a conversão final obtida numa bateria de reactores; dimensionar baterias de reactores; calcular rendimentos globais de reacções múltiplas; avaliar as condições de operação, em termos de idealidade; identificar as diferentes fases do crescimento microbiano observadas em crescimento batch, na presença de um ou múltiplos substratos; identificar os diferentes tipos de produtos produzidos pelos microorganismos; avaliar o efeito da taxa de diluição sobre o crescimento celular e concentração de substrato em culturas contínuas; calcular produtividades de culturas batch e contínua; avaliar as vantagens do modo de operação em “fed-batch” a nível industrial; preparar o fermentador, bem como o inoculo; quantificar o coeficiente de transferência de massa de oxigénio e avaliar os factores que o influenciam.

Conteúdo da unidade curricular:

Capítulo I – Engenharia das Reacções:

  • Reacções Homogéneas em Reactores Ideais: cinética e projecto de reactores (reactores descontínuos e contínuos (reactor de mistura perfeita e tubular)), a volume constante e variável;
  • Associação de Reactores;
  • Reacções Múltiplas: Rendimento Instantâneo e Rendimento Global;
  • Desvios à Idealidade;
  • Reacções Heterogéneas.
Capítulo II – Biorreactores:
  • Estequiometria e Exigências de Crescimento de Microorganismos;
  • Cinética dos Processos Microbianos: cinética do crescimento microbiano, cinética de formação de produtos e utilização de substratos múltiplos;
  • Modos de Operação: culturas descontínuas, quimiostato e “fed-batch”;
  • Agitação e Arejamento.

Bibliografia recomendada:

Octave Levenspiel, 1972, “Chemical Reaction Engineering”, 2nd Edition, John Wiley;
A.M. Nunes dos Santos, 1990, “Reactores Químicos”, Fundação Calouste Gulbenkian;
Fogler, H.S., 1999, “Elements of Chemical Reaction Engineering”, Prentice – Hall;
Stanbury, P.F. and Whitaker, A., 1984, “Principles of Fermentation Technology”, Pergamon Press;
Bailey, J.E. and Ollis, D.F., 1987, “Biochemical Engineering Fundamentals”, McGraw-Hill;


T = teóricas; TP = teórico-práticas; PL = ensino prático e laboratorial; TC = trabalho de campo; S = seminário; E = estágio; OT = orientação tutória;