Fornecer ao aluno instrumentos para a compreensão global dos processos bioquímicos com fins de operação, otimização ou projeto de plantas industriais destinadas a tais processos.
A disciplina fornece ao aluno subsídios para a compreensão global dos processos bioquímicos (fermentativos ou enzimáticos). Para tanto, utiliza-se como ferramentas fundamentos de biotecnologia industrial, cinética dos processos enzimáticos e fermentativos, e introdução ao cálculo de reatores fundamentados em balanços de massa. A partir disso, são abordados conceitos sobre operações unitárias diretamente ligadas aos processos bioquímicos na indústria de alimentos, como esterilização de meios e equipamentos, além de aeração e agitação em biorreatores. Finda essa parte de fundamentação teórica, passa-se para fundamentos de ampliação e diminuição de escala e aplicações dos processos bioquímicos nas indústrias de alimentos.
1. Introdução2. Microbiologia Aplicada à Engenharia Bioquímica.- Microrganismos de interesse industrial.-Fundamentos do metabolismo microbiano.- Fontes de microrganismos.- Características desejáveis de microrganismos e de meios de cultura para aplicação industrial.3. Biorreatores e Processos Fermentativos- Classificação de biorreatores.- Formas de condução de um processo fermentativo.- Exemplos de comparação de desempenho de biorreatores.- Noções de construção do fermentador.4. Fundamentos de Enzimologia-Enzimas – estrutura e função-Enzimas na Indústria de Alimentos-Inibição enzimática-Regulação Alostérica e Covalente-Influência do meio5. Cinética Enzimática- Introdução à cinética – cinética química. - Medida da Velocidade- Lei de Michaellis & Menten - Conceito de Km e V.- Influência da presença de um inibidor- Influência da Temperatura- Influência do pH.6. Balanço de Massa em Reatores Ideais.- Balanço em reatores descontínuos.- Balanço em reatores contínuos.7. Cinética de Processos Fermentativos.- Parâmetros de transformação.- Cálculo de velocidades.- A curva de crescimento microbiano.- Classificação dos processos fermentativos.- Influência da concentração de substrato sobre a velocidade específica de crescimento.8. Fermentação Descontínua.- Classificação.- Número de dornas.- Fermentação Descontínua Alimentada.- Fermentação Semicontínua.9. Fermentação Contínua.- Vantagens e desvantagens do processo contínuo sobre o descontínuo.- Formas de operação de um sistema contínuo.- Formação de produtos no sistema contínuo.10. Esterilização de reatores e meios de cultivo.- Terminologia e modos de atuação.- Esterilização por agentes físicos.- Esterilização e desinfecção por agentes químicos.- Processos de esterilização por calor úmido.- Destruição de nutrientes do meio como conseqüência da esterilização.- Tempo de esterilização – processos contínuos e descontínuos.- Métodos para esterilização de ar.11. Aeração e agitação de reatores.- Transferência de oxigênio e processos fermentativos.- Sistemas para transferência de oxigênio.- Concentração de oxigênio dissolvido e soluções saturadas.- Transferência de oxigênio e respiração microbiana.- Transferência de oxigênio em sistemas agitados e aerados.12. Fermentação em Estado Sólido.- Histórico.- Microrganismos comumente utilizados.- Substratos: características e composição.- Reatores para FES.- Controles do processo.- Vantagens e desvantagens.13. Variação de Escala.- Critérios para a ampliação de escala.- Comparação entre critérios- Redução de escala.
Borzani, W. et al. Biotecnologia Industrial - Fundamentos. São Paulo: Edgard Blücher, 2001.Schmidell, W. Et Al. Biotecnologia Industrial - Engenharia Bioquímica. São Paulo: Edgard Blücher, 2001.Aquarone, E. Et Al. Biotecnologia Industrial - Biotecnologia na Produção de Alimentos. São Paulo: Edgard Blücher, 2001.Lima, U.A. Et Al. Biotecnologia Industrial - Processos Fermentativos e Enzimáticos. São Paulo: Edgard Blücher, 2001.Levenspiel, O., 2000.Engenharia das Reações Químicas. Edgar Blücher, São Paulo Tradução da Terceira Edição. 584 p.Bailey, J. E. & Ollis, D. F., 1986. Biochemical Engineering Fundamentals. McGraw Hill Book Company, NY, Second Edition.