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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA Disciplina: Engenharia de Bioprocessos Código: 30-314 Carga Horária: 80h Créditos: 04 Pré-Requistos: Co-requisitos:
EMENTA Agentes bioquímicos e biológicos na engenharia de bioprocessos. Processos e operações das indústrias de fermentação. Estudo dos principais processos fermentativos da indústria. Cinética e cálculo de biorreatores.
OBJETIVOS A disciplina visa desenvolver habilidades para aplicação dos conceitos de processos fermentativos na elaboração e execução de projetos de indústrias que utilizam os bioprocessos para a obtenção de produtos, a fim de capacitar o egresso nesta área de atuação do Engenheiro Químico. Buscando-se atender estas competências alguns objetivos específicos são delineados: - Conhecer os principais microrganismos utilizados na indústria de bioprocessos e seus produtos. - Conhecer as formas de operação de biorreatores, através do estudo da cinética de processos fermentativos. - Capacitar o alunos a efetuarem um processo fermentativo. - Solucionar problemas relacionados ao processo fermentativo em indústrias. - Comunicar-se de forma escrita, oral e gráfica através da elaboração de relatórios técnicos de engenharia e sua apresentação; - Trabalhar e liderar projetos e equipes multidisciplinares; - Gerenciar projetos e liderar, de forma proativa e colaborativa, definindo estratégias e construindo o consenso nos grupos; - Aprender de forma autônoma e lidar com situações e contextos complexos.
CONTEÚDOS CURRICULARES UNIDADE DE ENSINO 01 – Cinética de processos fermentativos Introdução a Engenharia de Bioprocessos; Agentes biológicos (Microrganismos de interesse industrial: Leveduras, Bactérias, Fungos filamentosos); Nutrição microbiana; Crescimento microbiano; Cinética de Processos Fermentativos, desenvolvendo a competência para a análise e interpretação dos elementos relacionados a um bioprocesso.
Atividades práticas: Resolução de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados e aulas em laboratório para realização de um bioprocesso. TDE 01 – Atividade conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade 01.
UNIDADE DE ENSINO 02 – Biorreatores Biorreatores; Classificação dos biorreatores; Formas de operação dos biorreatores (batelada, batelada alimentada, semi-contínuo, contínuo); Agitação e aeração; Esterilização do Ar; Esterilização do Equipamento; Esterilização dos Meios de Fermentação, desenvolvendo as competências para a escolha do melhor modo de condução de um bioprocesso e a resolução de problemas.
Atividades práticas: Resolução de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados e aulas em laboratório para realização de um bioprocesso em biorreatores. TDE 02 – Atividade conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade 02.
UNIDADE DE ENSINO 03 – Estudo dos principais processos fermentativos da indústria Introdução dos principais processos fermentativos da indústria; Produção de etanol; Produção de ácidos orgânicos; Produção de bebidas alcoólicas; Produção de alimentos fermentados, desenvolvendo a competência para analisar a bioprodução em plantas industriais.
Atividades práticas: Realização de seminário, aulas de laboratório e visitas técnicas. TDE 03 – Atividade conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade 03.
METODOLOGIA Visando desenvolver competências técnicas, cognitivas e comportamentais nos alunos, as aulas, de forma variada, terão como metodologias: tradicional (expositivo-dialogadas com contextualização e com estudos dirigidos), ativa e sócio-interacionista. No intuito de desenvolver as competências inerentes à disciplina, serão utilizados recursos de multimídia como projetores de imagem e vídeo, computador (internet, planilhas eletrônicas), sala de aula, biblioteca física e virtual (visando pesquisas individuais e em equipe). Os alunos desenvolverão Trabalhos Discentes Efetivos no total de 20h, podendo envolver estudos de caso, pesquisas bibliográficas, resolução de problemas, produção de vídeos, e outras possibilidades. A fixação dos conteúdos será por meio de resolução de exercícios e problemas, e estudos de caso voltados a processos industriais. Dentre as atividades a serem realizadas durante as 80 horas previstas nesta disciplina, constam 20 horas de atividades extensionistas. Ações extensionistas são classificadas como (i) projeto, (ii) curso, oficina e/ou workshop, (iii) evento, (iv) produto acadêmico, ou (v) prestação de serviço.
AVALIAÇÃO A avaliação da disciplina se propõe a verificar se as competências propostas neste plano de ensino foram desenvolvidas pelo acadêmico, por meio dos seguintes instrumentos de avaliação: provas objetivas e ou discursivas com peso 8,0 (avaliação de competências técnicas e competências cognitivas); Trabalhos Discentes Efetivos, estes últimos com peso 2,0. As avaliações serão realizadas ao longo do semestre e distribuídas uniformemente de acordo com o plano de ensino. Numa aula que antecede uma avaliação serão dadas orientações a respeito da sistemática a ser adotada e os conteúdos exigidos, bem como os critérios específicos da avaliação.
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BIBLIOGRAFIA BÁSICA SCHMIDELL, Willibaldo; LIMA, Urgel de Almeida; AQUARONE, Eugênio; BORZANI, Walter (Coord.). Biotecnologia industrial: engenharia bioquímica. São Paulo: Edgard Blücher, 2014. LIMA, Urgel de Almeida; AQUARONE, Eugênio; BORZANI, Walter; SCHMIDELL, Willibaldo (Coord.). Biotecnologia industrial: processos fermentativos e enzimáticos. São Paulo: Edgard Blücher, 2013. BORZANI, Walter; SCHMIDELL, Willibaldo; LIMA, Urgel de Almeida; AQUARONE, Eugênio (Coord.). Biotecnologia industrial: biotecnologia na produção de alimentos. São Paulo: Edgard Blücher, 2013.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR BARREDO, José Luis (Coord.). Microbial enzymes and biotransformations. New Jersey: Humana Press, 2005. COELHO, Maria Alice Zarur; SALGADO, Andréia Medeiros; RIBEIRO, Bernardo Dias.Tecnologia enzimática. Rio de Janeiro: Epub, 2008. MCMILLAN, James D. (Coord.).Applied biochemistry and biotechnology.New Jersey: Humana Press, 2006 TÓPICOS de microbiologia industrial. São Paulo: Edusp, 1990. WANG, William K. (Coord.).Membrane separations in biotechnology. New York: M. Dekker, 2001. WARD, Owen P. Biotecnología de la fermentación: principios, procesos y produtos. Zaragoza: Acribia, 1991.
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