DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

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Ano letivo: 2002-2003
Especificação técnica - ficha curricular
N.B. estas fichas estão definidas apenas desde 2007 (acordo de Bolonha).

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
26pt


Objectivos formativos
Nesta unidade curricular o estudante ganha sensibilidade para o papel vital e essencial dos microrganismos, de células animais e vegetais, e de enzimas, para a transformação bioquímica controlada de diversos substratos orgânicos, com aplicações variadas, seja na síntese de produtos biológicos à escala industrial, seja no tratamento secundário de efluentes, seja na produção de materiais alternativos a partir de matérias primas renováveis, ou seja ainda na construção de unidades extra ou intracorporais para compensar o funcionamento deficiente de certos órgãos.
O estudante é capaz de reconhecer os requisitos ambientais e nutricionais para o crescimento celular, a forma de incrementar a sua actividade biológica, e a forma de atenuar, corrigir ou compensar os desvios (hidráulicos, de composição ou outros) que os caldos de cultura ou os fluidos biológicos possam apresentar.

É capaz de seleccionar o tipo de reactor biológico e o biocatalisador mais adequado a cada aplicação, associar a produção e a separação dos produtos resultantes, controlar, optimizar e aumentar a escala de cada uma destas operações. Sabe ainda distinguir quando as vantagens da transformação biológica se sobrepõem às da transformação química.
Programa genérico mínimo
Conceito de reactor biológico, de biocatalisador (livre e imobilizado) e de fermentação. Balanços mássicos em sistemas biológicos. Coeficientes de rendimento, produtividade e transferência de massa. Meios de cultura, esterilização, exigência de assepsia e transferência de oxigénio em culturas aeróbias. Modos de operação de um reactor biológico: descontínuo, semi-descontínuo e contínuo. Biorreactores multifásicos para cultura de células: aplicações particulares, modelação, projecto e operação. Aumento de escala em culturas de células. Selecção de matrizes extracelulares para a regeneração de tecidos. Estratégias e operações de separação em processos biológicos (Downstream Processing).
Pré-requisitos
Competências genéricas a atingir
. Competência para resolver problemas;
. Capacidade de decisão;
. Competência em raciocínio crítico;
. Adaptabilidade a novas situações;
. Competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos;
. Competência em trabalho em equipas interdisciplinares;
. Competência em relações interpessoais;
. Criatividade;
. Preocupação com a qualidade;
. Preocupação com desenvolvimento sustentado;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas30
aulas práticas laboratoriais30
orientação tutorial10
total horas lectivas70

Método de avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo15 %
Resolução de problemas15 %
Projecto30 %
Mini testes40 %

Bibliografia de referência
- Pauline M. Doran, Bioprocess Engineering Principles, Academic Press, 1995
- Nelson Lima e Manuel Mota, Biotecnologia. Fundamentos e Aplicações, Lidel, edições técnicas, 2003

- James Bailey e David Ollis, Biochemical Engineering Fundamentals, 2nd ed., McGraw-Hill Int. Ed., 1986

- Klaas vant Riet e Johannes Tramper, Basic Bioreactor Design, Marcel Dekker, Inc., 1991

- Uldis Viesturs e Stoyan Tzonkov, Bioprocess Engineering, Avangard Prima, Sofia, 2006

- Dunn, IJ, Heinzle, E, Ingham, J, Prenosil, JE, Biological reaction engineering: dynamic modelling fundamentals with simulation examples, 2nd ed., Wiley-VCH, 2003

- Doyle, A, Griffiths, JB, Cell and tissue culture for medical research, John Wiley &Sons, Ltd, 2000

- Belter, PA, Cussler EL e Hu, Wei-Shon, Bioseparations: downstream processing for biotechnology, John Wiley &Sons, Ltd, 1988

- Kennedy JF e Cabral JMS (ed), Recovery processes for biological materials, John Wiley &Sons, Ltd, 1993
Método de ensino
Promover a participação activa dos estudantes num processo de aprendizagem activa, baseada em casos de estudo e apresentação prévia da necessidade do conhecimento que se pretende transmitir.
Resolução individual de problemas integradores dos conhecimentos de processos biológicos.

Introdução a trabalho prático laboratorial no âmbito da cultura de células em incubadora e em fermentador. Efeito da composição do meio e das condições de cultura no objectivo a alcançar. Especificidades da cultura de células.

A elaboração de uma monografia, com pesquisa, análise e discussão de um tema em particular, semelhante a um mini-projecto, onde seja dada ênfase à contribuição pessoal para a proposta de soluções para a resolução de um problema prático.

Exame final para avaliação da compreensão global dos fenómenos de transformação e separação em sistemas biológicos.
Recursos específicos utilizados
Laboratório de engenharia bioquímica para realização de trabalhos práticos.