disciplinas OBRIGATÓRIAS

1.  Fenômenos de Transporte

Ementa:

Mecanismos de transporte de quantidade de movimento, energia e massa. Propriedades de transporte. Distribuição de velocidade, temperatura e concentração em escoamento laminar e turbulento. Transporte entre fases em sistemas isotérmicos. Balanços macroscópicos em sistemas isotérmicos, não isotérmicos e multicomponentes.

2.  MÉTODOS MATEMÁTICOS

Equações diferenciais ordinárias (EDO’s) lineares e não lineares. Solução em séries de EDO’s lineares. Problema de valor inicial e de contorno. Equações diferenciais parciais (EDP). Classificação das EDP e das condições de contorno. Equações integrais. Equações de diferenças.  Métodos espectrais. Análise complexa. Introdução aos métodos numéricos de equações diferenciais. Exemplos aplicativos.

3.  Termodinâmica

Conceitos fundamentais. Termodinâmica do equilíbrio. Propriedades termodinâmicas de substâncias puras. Relações P-V-T. Tratamento termodinâmico de Soluções. Teoria de soluções. Potencial químico, fugacidade e coeficiente de fugacidade. Equações de estado. Equilíbrio químico. Equilíbrio em sistemas homogêneos e equilíbrio em sistemas heterogêneos.

4.  Cinética e Reatores

Equações de taxas. Determinação de parâmetros cinéticos. Cálculo de reatores. Reatores ideais. Reatores batelada, mistura (CSTR) e tubular (PFR) isotérmicos. Comportamento de reatores ideais não isotérmicos. Desvio de comportamento ideal. Introdução aos reatores aos reatores heterogêneos.

5.  Dissertação em Engenharia Química I

Trabalho individual desenvolvido pelo estudante em nível de mestrado, segundo a metodologia científica, e que visa à elaboração de um projeto de pesquisa.

6.  Dissertação em Engenharia Química II

7. Seminários

Apresentação por parte do estudante do andamento de seu trabalho de Dissertação.

8.  Estágio Docência

Variável de acordo com as disciplinas de graduação oferecidas em cada semestre.

disciplinas OPTATIVAS

9.  Recuperação e Purificação de Biomoléculas

Critérios na escolha das operações de separação, escala de produção, aspectos econômicos. Ruptura de células, processos cromatográficos, partição em duas fases aquosas e precipitação. Fundamentos teóricos dos processos de purificação: isotermas de adsorção, operações em leito fixo e leito expandido, análise frontal e pulso, eluição, critérios na avaliação do desempenho dos processos de purificação.

10.  Obtenção de Bioprodutos

Fundamentos de bioquímica e microbiologia: aspectos gerais e vias metabólicas para obtenção de bioprodutos de interesse industrial por bactérias, leveduras e fungos filamentosos. Manutenção de culturas e preparo de inóculo. Cinéticas de crescimento microbiano, consumo de substrato e produção de metabólitos. Aspectos biológicos das células animais e vegetais. Tecnologia do cultivo de células animais e vegetais. Sistemas com células imobilizadas.

11.  Engenharia Bioquímica

Engenharia bioquímica - história e importância na Engenharia Química. Cinética dos processos fermentativos. Processos de fermentação: descontínuos, contínuos, semi-contínuos e descontínuos alimentados. Modelagem matemática e controle aplicado aos processos fermentativos. Transferência de oxigênio. Ampliação de escala.

12.  Biotecnologia Ambiental

Fundamentos de microbiologia, bioquímica e engenharia bioquímica aplicados aos processos biológicos ambientais. Características e interações microbianas nos processos aeróbios e anaeróbios. Cinética dos processos biológicos ambientais. Modelos cinéticos. Reatores contínuos. Reatores contínuos com reciclo. Transferência de massa em processos fermentativos. Parâmetros de controle de processo. Processos de tratamento biológico de resíduos.

13.  Processos Bioquímicos

Compreensão de fenômenos e processos químicos que ocorrem no interior de células, tecidos, órgãos e organismos. Influência na qualidade de vida. Lógica molecular dos processos bioquímicos. Moléculas funcionais. Tecnologia do DNA recombinante. Termoquímica. Processos de produção de energia. Processos de transporte através de membranas. Processos de regulação enzimática.

14.  Biocatálise

Introdução à biocatálise. Vantagens e características da biocatálise. Comparação da biocatálise com outros tipos de catálise. Características das transformações biocatalíticas. Enzimas como catalisadores: estrutura e funcionalidade. Atividade enzimática. Parâmetros cinéticos da catálise enzimática. Reatores enzimáticos. Hidrólise de ésteres e amidas. Aplicação de lipases, oxidoredutases, aldolases e proteases.

15. Catálise Heterogênea

Introdução à catálise: histórico e importância. Definições básicas. Catálise básica, catálise ácida, catálise por metais, catálise utilizando óxidos, peneiras moleculares e zeólitas. Processos de síntese e caracterizações de catalisadores heterogêneos. Diferentes reações envolvendo catálise heterogênea. Definições de atividade, seletividade e estabilidade. Lei da taxa, mecanismo e etapa limitante da taxa de reação. Processos de desativação de catalisadores.

16. Planejamento Experimental

Introdução. Estatística básica. Estratégias de definição do planejamento mais adequado. Planejamento fatorial completo. Planejamento fatorial fracionário. Análise de dados e interpretação de resultados. Ajuste de modelos. Verificação da validade dos modelos (ANOVA). Análise de superfície de resposta (definição das faixas ótimas de operação). Treinamento na utilização de programas computacionais que executam cálculos de resultados fatoriais completos e fatoriais fracionários.

17. Mecânica dos Fluídos Computacional

Introdução. Aspectos matemáticos das equações de conservação. Obtenção das equações aproximadas: aspectos gerais. Método de volumes finitos. Convecção e difusão: funções de interpolação. Determinação do campo de velocidades.  Acoplamento pressão-velocidade. Problemas bi e tridimensionais.

18. Transferência de Calor e Massa em Sistemas Multifásicos

Mecanismos de transporte de calor e massa. Equações de conservação de calor e massa. Transferência de calor e massa em escoamentos turbulentos. Coeficientes de transferência de calor e massa e análise dimensional. Transferência de calor e massa em leitos fixos e fluidizados. Transferência de calor e massa em sistemas multifásicos. Dispersão.

19. Termofluidodinâmica de Sistemas Particulados

Caracterização de um conjunto de partículas. Equações de conservação para uma partícula. Dinâmica de uma partícula. Interação entre fluido e partículas. Regimes de escoamentos. Escoamento em meios porosos. Transferência de quantidade de movimento, massa e energia. Separação sólido-fluido. Fluidização. Leito de jorro. Transporte hidráulico de partículas. Transferência de calor em sistemas particulados. Transferência de massa em sistemas particulados. Aplicações industriais.

20. Modelagem, Análise e Simulação de Processos

Princípios da modelagem matemática de processos. Desenvolvimento de modelos no estado estacionário e modelos transientes. Modelos lineares e não lineares. Linearização. Adimensionalização. Introdução à programação computacional científica.  Implementação do código computacional para simulação estacionária e dinâmica de processos. Análise do comportamento estacionário e dinâmico de processos através da simulação computacional.

21. Tópicos em Engenharia Química

Tópicos especiais em Engenharia Química. Aplicações à descrição de sistemas ou processos químicos, biotecnológicos ou do meio ambiente. Abordagem de temas específicos de cada orientador em regime de colegiado e/ou por professores convidados.

22. Análise de Dados

Considerações gerais em aquisição e processamento de dados. Análise estatística. Densidade espectral integral de Fourier. Processos de banda estreita e banda larga. Processos derivados. Densidade espectral cruzada. Transmissão de dados. Transformadas de Fourier. Filtros e ruídos. Introdução ao estudo das transformadas wavelets.