PROCESSOS EM ENGENHARIA BIOLÓGICA

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1 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA BIOLÓGICA 3º ANO / 1º SEMESTRE 2016/2017 S-101 S-102 S-103 P-1 / V-101 P-2 / ST-101 S-104 Tanque de mistura Esterilizador S-108 P-6 / AF-102 S-109 S-105 Filtro de gases P-3 / G-101 S-106 S-107 P-4 / AF-101 Compressor Filtro de ar P-5 / FR-101 Fermentador S-110 José Leonardo Santos (responsável) [email protected] ; ext Gabinete 8-6.1, Torre Sul 1 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica OBJECTIVOS Em PROCESSOS DE ENGENHARIA QUÍMICA E BIOLÓGICA (PEQB e PEB) pretendese proporcionar aos alunos dos Mestrados Integrados em Engenharia Biológica uma visão integrada da Engenharia de Processos, aplicados aos mais importantes sectores da Indústria Química e Biotecnológica. Em PEB ir-se-á introduzir os conceitos fundamentais dos BALANÇOS DE ENERGIA e bem como BALANÇOS COMBINADOS (DE MASSA E DE ENERGIA) EM ESTADO ESTACIONÁRIO E TRANSIENTE aplicados aos Processos Químicos e Biológicos. A disciplina deverá ser equacionada segundo três vertentes: Aulas T/P, predominantemente teóricas ( 12 aulas ; 24 horas ) Aulas P, práticas (Problemas) ( 14 aulas ; 28 horas ) Aulas SPD, aulas assistidos por computador ( 7 aulas ; 14 horas ) Esforço (estudo) extra aulas ( mínimo de 5/6 horas semanais ) 2 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

2 DOCENTES José Leonardo Santos Maria de Fátima Rosa 3 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica PROGRAMA DA DISCIPLINA Capítulo I - Balanços de Energia a Processos Químicos e Biológico (13,5 aulas) 1.1 Formas de Energia (trabalho, calor, energia potencial, cinética e interna) 1.2 Equação de Conservação de Energia 1.3 Balanços de Energia em Processo Não-Reaccionais 1.4 Balanços de Energia em Processos com Reacção Química/Biológica 1.5 Balanços de Energia Envolvendo Entalpias de Solução e de Mistura Capítulo II Balanços de Massa e de Energia em Sistemas gás/vapor (7 aulas) 2.1 Caracterização de Sistemas Gás/Vapor 2.2 Sistemas Ar/Vapor de Água (Psicrometria) 2.3 Principais Peças de Equipamento envolvendo Sistemas Gás/Vapor Capítulo III Balanços de Massa e de Energia em Processos Descontínuos (1 aulas) 3.1 Processos descontínuo. Cartas de Gantt. Agendamento dos processos 3.2 Número de ciclos por ano, produção por batch e anual 4 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

3 PROGRAMA DA DISCIPLINA Capítulo IV - Balanços de Massa e de Energia em Estado não Estacionário (4 aulas) 4.1 Introdução aos Processos em Estado não Estacionário 4.2 Equação de Conservação de Massa e/ou Energia 4.3 Tanques e Reservatórios 4.4 Evaporadores e Destiladores 4.5 Reactores e Fermentadores Capítulo V Balanços de Massa e de Energia Assistidos por Computador (0,5 + 7 aulas) 5.1 Processos Químicos e Biológicos Contínuos (SuperPro Designer) 5.2 Processos Químicos e Biológicos Descontínuos (SuperPro Designer) 5 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica BIBLIOGRAFIA Slides da MATÉRIA TEÓRICA + PROBLEMAS RESOLVIDOS E PROPOSTOS TABELAS (utilizadas em PEQB) (Constantes Fundamentais e Conversão de Unidades + Tabelas de propriedades físicas e termodinâmicas de compostos inorgânicos, orgânicos e produtos alimentares) Página da disciplina e Secção de Folhas Enunciados dos Exames e Testes dos últimos 2 anos Página da disciplina 6 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

4 BIBLIOGRAFIA GERAL R. M. Felder e R. W. Rousseau (2000) Elementary Principles of Chemical Processes, 3ª edição, John Wiley, New York Pauline M. Doran (2013) Bioprocess Engineering Principles, 2ª edição, Academic Press, New York 7 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR D. M. Himmelblau (1996) Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering, 6ª edição, Prentice Hall PTR, New Jersey E. G. Azevedo e A. M. Alves (2009) Engenharia de Processos de Separação, IT Press 8 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

5 DISCIPLINA DE AVALIAÇÃO CONTÍNUA TESTES: 1º Teste Nota mínima 9,0 valores 14/11/ :00-19:30 h Matéria: Capítulo I - Balanços de Energia a Processos Químicos e Biológico 11/01/ :00-16:30 h 2º Teste Nota mínima 9,0 valores Matéria: Capítulo II Balanços de Massa e de Energia em Processos Descontínuos Capítulo III Balanços de Massa e de Energia em Sistemas Gás/Vapor Capítulo IV - Balanços de Massa e de Energia em Estado não Estacionário PRESENÇA NAS AULAS EXAME: Só existe uma data de exame (época de recurso) 03/04/2017 8:00-11:00 MÓDULO de SuperPro Designer Capítulo V Balanços de Massa e de Energia Assistidos por Computador 9 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica Avaliação por Testes: NOTA Teórico/Prática (Aulas de Matéria Teórica + Problemas) TESTES: 1º Teste - 50% da Nota 2º Teste - 40% da Nota PRESENÇA NAS AULAS T/P: 10% da Nota PRESENÇA (participativa) NAS AULAS T/P (máximo de 26 aulas): NOTA MÁXIMA: 20,0 valores 22 ou + aulas - 10% de 20 valores >14 e < 22 - Nota = 0,25 NP 3,50 18,0 valores 14 ou - aulas 0% de 20 valores Nota de Presença (participativa) 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Número de Presenças nas Aulas Teórico/Práticas (NP) (as folhas de presença só poderão ser assinadas nos primeiros 20 min de aula) 10 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

6 NOTA Teórico/Prática EXAME: 100% da Nota ou EXAME: 90% da Nota PRESENÇA nas AULAS T/P: 10% da Nota Se tiver nota inferior a 9,0 valores no 1º teste poderá efectuar o 2º teste. No exame poderá ser repetido um dos testes, desde que não tenha aprovação na disciplina. Melhoria de nota só através de exame. 11 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica Módulo de SuperPro Designer (SPD) 7 Aulas (1 aula por semana, da 6ª à 12ª semana) Avaliação: Problemas a serem efectuados em grupo (3 elementos) fora das aulas Problema nº1 Processos contínuos - 25% da Nota do Módulo Problema nº2 Processos descontínuos - 60% da Nota do Módulo A serem efectuados após a última aula de SPD Presença (participativa) mas aulas - 15% da Nota do Módulo Esta nota depende do nº de aulas em que participam, do seguinte modo: 7 Aulas 15% da Nota 6 Aulas 10% da Nota 5 Aulas 5% da Nota 4 Aulas 0% da Nota < 4 Aulas Não é aprovado no módulo (sem aprovação no Módulo de SPD reprova em PEB) 12 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica

7 Módulo de SuperPro Designer (SPD) 7 Aulas (1 aula por semana, da 6ª à 12ª semana) Datas das aulas (aulas da 4ª feira) Aula 1 26 Out Aula 2 02 Nov Aula 3 09 Nov Aula 4 17 Nov Aula 5 23 Nov Aula 6-30 Nov Aula 7 07 Dez Entrega dos enunciados dos Problemas de SPD 7 Dez a 16 Dez Entrega dos problemas resolvidos 4 dias após a entrega do enunciado NOTA FINAL de PEB = 0,80 x (Nota T/P + P) + 0,20 x (Nota Módulo SPD) 13 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica 14 Mestrado Integrado em Engenharia Biológica