Disciplina detalhes

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

A UC de Processos de Separação IB tem como objetivos apresentar operações unitárias de separação/purificação das indústrias biológicas e afins, fornecendo aos estudantes os conhecimentos para a análise e projeto/dimensionamento de equipamentos.
Competências dos estudantes:
- Identificar os princípios dos processos de separação.
- Escolher os processos mais adequados para uma separação.
- Dimensionar equipamentos e avaliar a influência das condições operatórias na separação.

Métodos de Ensino

Será apresentada matéria teórica promovendo o envolvimento e a participação de todos os alunos, desenvolvendo a sua capacidade de raciocínio e estimulando o seu espírito crítico. Será disponibilizado material de consulta na plataforma Moodle sobre as matérias lecionadas. Prevêem-se algumas visitas técnicas guiadas que permitam a consolidação das temáticas lecionadas. Em qualquer ocasião os alunos podem contactar o docente através da mesma plataforma.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução: Etapas de um processo de separação e propriedades das biomoléculas.
2. Rotura Celular: Métodos de Rotura - Métodos Físicos, Químicos, Enzimáticos e Choque Osmótico.
3. Precipitação de Proteínas: Métodos - Adição de sais, Controlo de pH no Ponto Isoelétrico, Adição de Polímeros não Iónicos, Adição de Solventes, Adição de Polieletrólitos e de iões metálicos.
4. Extração por solventes: Extração por solventes orgânicos ou fluidos supercríticos.
5. Sedimentação gravítica. Velocidade de Sedimentação; Lei de Stokes; Dimensionamento de Sedimentadores.
6. Fluidização: Velocidade mínima de fluidização.
7. Centrifugação. Lei de Stokes aplicada; Área equivalente de sedimentação; Tipos de centrífugas. Equações de dimensionamento de centrífugas.
8. Concentração de produto: Secagem e Liofilização.

Demonstração de conteúdos

 A unidade curricular de Processos de Separação IB tem como objetivos que os estudantes adquiram competências sobre as várias operações unitárias de separação/purificação utilizadas nas indústrias biológicas e afins. Considerando o exposto, a estruturação da Relatório de Autoavaliação do Curso de Licenciatura em Biotecnologia unidade curricular, foi realizada de modo a que os primeiros 2 capítulos contivessem temáticas genéricas e básicas essenciais para uma correta análise e estudo das operações unitárias a lecionar nos capítulos seguintes. 

O capítulo 1 é uma introdução aos procesoss de separação, com exemplificação de alguns processos.  No capítulo 2 apresenta-se as propriedades do material a separar, com enfasepara o material particulado, usado sobretudo na industria farmacêutica. Os métodos de rutura celular e redução de dimensões, também de interesse significativo para a área da biotecnologia, são lecionados no 3 capítulo, especificando-se em detalhe alguns deles como é o caso dos métodos físicos, químicos, enzimáticos e por choque osmótico. No capítulo 4 introduz-se as operações de separação sólido/líquido e extração por solventes, respetivamente. Nestas referem-se métodos de separação muito importantes do ponto de vista industrial para este tipo de operações, como são a, sedimentação gravítica e centrifugação, e extração, recorrendo à utilização de solventes orgânicos e de fluídos supercríticos. No capítulo 5 são estudados os métodos de precipitação de proteínas, que são operações unitárias específicas da área da biotecnologia muito importantes, sendo por essa razão lecionadas com alguma profundidade apresentando um número apreciáveis de métodos como é o caso de adição de sais, controlo de pH, uso de polímeros não iónicos, uso de solventes, adição de Polielectrólitos e também de iões metálicos. Finalmente, no 8.º capítulo os métodos de secagem e de liofilização são estudados apenas os conceitos e os processos sem entrar em grande profundidade.

Demonstração da metodologia

 A unidade curricular de Processos de Separação IB tem como objetivos que os estudantes adquiram competências sobre as várias operações unitárias de separação/purificação utilizadas nas indústrias biológicas e afins. As metodologias de ensino estão em coerência com os objetivos da unidade curricular dado que a realização de minitestes individuais e semanais por parte dos estudantes permite incutir aos estudantes a autonomia e capacidades necessárias para a resolução de problemas e análise e projeto / dimensionamento de equipamentos de separação.

Docente(s) responsável(eis)

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Métodos de Avaliação

Bibliografia

Coulson, J.M., Richardson, J.F; Chemical Engineering, Pergamon Press, 1985 (Vol. III)
Ladisch, M.R.; Bioseparations Engineering: Principles, Practice, and Economics, John Wiley & Sons, 2001
Seader, J.D., Henley, E.J.; Separation Processes Principles, John Wiley & Sons, 1998
Betler, P.A., Cussler, A.L., Hu, W.-S.; Bioseparations: Downstream Processing for Biotechnology, John Wiley & Sons, 1988
Goldberg, E.; Handbook of Downstream Processing, Blackie Academic & Professional, 1997
Harrison, R., Todd, P., Rudge, S., Petrides, D.; Bioseparations Science and Engineering, Oxford University Press, 2003
Doran, P.; Bioprocess Engineering Principles, Academic Press, 2003
Forciniti, D.; Industrial Bioseparations: Principles and Practice, Wiley-Blackwell, 2007