• Introdução à Tecnologia de Biocombustíveis (Obrigatória PRH-39)

Ementa: Conceitos gerais e definições. Matérias-primas para produção de etanol e biodiesel. Etapas do processo fermentativo. Reações de esterificação e transesterificação. Processos reacionais homogêneos e heterogêneos. Catalisadores para biodiesel. Subprodutos e utilidades.

• Metodologia de Pesquisa Científica (Obrigatória PRH-39)

Ementa: Iniciação à pesquisa e investigação científica. Revisão Bibliográfica: levantamento do estado da arte. A escolha do tema. Elaboração do plano de pesquisa. Planejamento do trabalho e tratamento de dados. Redação de textos científicos.

• Produção de Biocombustíveis via Alcoolquímica

Ementa: Conceitos gerais. Produção de etanol. Produção de hidrogênio por reforma a vapor do etanol. Produção de gás de síntese a partir do etanol. Combustíveis derivados de gás de síntese: dimetil éter, n-butanol, gasolina e diesel sintéticos.

• Produção de Biocombustíveis via Rotas Bioquímicas

Ementa: Conceitos gerais e definições. Matéria-prima para produção de etanol. Preparo de mosto e inóculo para produção de etanol. Fermentação alcoólica. Destilação, retificação e desidratação. Balanço de massa na fermentação. Hidrólise enzimática de bagaço. Controle de produção e qualidade. Produção e uso de biogás e biometano.

• Termodinâmica de Biocombustíveis

Ementa: Introdução. Importância da teoria de grupos para previsão de propriedades. O equilíbrio de fases para soluções. Formulações "fi-fi" e "gama-fi". Modelos termodinâmicos e suas faixas de aplicação. O equilíbrio químico. Teorias de contribuições de grupos e outros métodos preditivos.

• Introdução à Catálise Heterogênea

Ementa: Conceitos gerais em catálise. Tipos de sistemas catalíticos. Propriedades dos catalisadores sólidos. Adsorção de um fluido sobre sólidos.

• Tópicos em Reatores Químicos Heterogêneos

Ementa: 1. Introdução. 2. Interação fluido-sólido. 3. Velocidade das reações catalíticas gás-sólido.4. Efeitos do transporte de massa e calor externo. 5. Transporte de massa interno. 6. Reatores heterogêneos catalíticos. 7. Modelos de reatores heterogêneos. 8. Laboratório.

• Tópicos em Biotecnologia

Ementa: 1. Tecnologia de enzima imobilizada. 2. Tecnologia de célula imobilizada. 3. Separação e purificação de produtos biotecnológicos. 4. Economia e segurança em bioprocessos. 5. Laboratório.

• Operações Unitárias da Indústria Química 4 (com ênfase na utilização de simuladores e voltada para produção de etanol e biodiesel)

Ementa: 1. Tópicos especiais de operações unitárias envolvendo transmissão de calor. 2. Tópicos especiais de operações unitárias envolvendo transmissão de calor e massa. 3.Aplicações de simuladores de processos (Aspen Plus) a processos de produção de etanol e biodiesel.

• Controle de Bioprocessos

Ementa: 1. Sensores: físicos, químicos e biológicos. 2. Medida de variáveis em sistemas biológicos. 3. Instrumentação de biorreatores. 4. Controle de biorreatores. 5. Reator batelada. 6. Reator batelada alimentada. 7. Otimização de biorreatores. 8. Aspectos gerais da automação industrial de processos bioquímicos. 9. Aspectos gerais da utilização de técnicas alternativas para o controle de bioprocessos.

• Aproveitamento de Resíduos e Co-produtos das Cadeias do Biodiesel e do Etanol

Ementa: introdução e conceitos gerais. Vinhaça: otimização da etapa de destilação para minimização da produção; ajuste da composição e utilização como fertilizante; fermentação anaeróbia para produção de gás de síntese; outras aplicações. Leveduras: otimização da produção; utilização como fonte de proteínas e outras aplicações. Bagaço de cana-de-açúcar: utilização como fonte de energia (cogeração); hidrolise química e enzimática para produção de etanol. Aproveitamento de glicerol: reforma a vapor do glicerol para produção de hidrogênio e gás de síntese; produção de éteres e ésteres; outros subprodutos.

• Análise e Controle de Qualidade de Biocombustíveis

Ementa: Conceito de qualidade do produto. Métodos químicos de Análise. Especificações e normas técnicas. Inspeção de qualidade. Controle estatístico de qualidade. Gestão de qualidade total. Introdução à melhoria de qualidade.

• Introdução à Dinâmica Dos Fluídos Computacional (A)

Ementa: técnicas de discretização: métodos das diferenças finitas, Volumes finitos e elementos finitos. Solução das equações de Navier-Stokes. Particularidades das equações de Navier-Stokes. Condições de contorno típicas. Geração da malha. Métodos explícitos. Métodos implícitos. Métodos k e para Simulação de escoamentos turbulentos. Introdução aos Escoamentos multifásicos com particulados dispersos.

• Intensificação de processos químicos

Ementa: Introdução à intensificação de processos. Apresentação dos equipamentos para a intensificação de processos. Estudo das tecnologias para a intensificação de processos (reação e separação). Discussão de exemplos de intensificação de processos. Abordagem de intensificação de processos em segurança e sustentabilidade.

• Exergia e Sustentabilidade

Ementa: Introdução aos conceitos de análise energética e exergética. Revisão dos princípios associados às Leis da Termodinâmica. Contextualização do Ciclo de Carnot como elemento fundamental da análise de máxima eficiência e dos limites da eficiência em processos industriais. Fundamentação teórica sobre a disponibilidade energética e o conceito de exergia. Definição dos tipos de exergia. Abordagem da eficiência energética versus a eficiência exergética. Formulação do balanço exergético em sistemas abertos e fechados. Introdução ao conceito de sustentabilidade sob o ponto de vista termodinâmico. Discussão sobrea eficiência exergética e a sustentabilidade de processos. Introdução à análise exergética de processos.

• Pré-tratamento da Biomassa e Biorrefinarias

Ementa: 1. Biorrefinarias; 2. Composição e caracterização da biomassa; 3. Pré-taratamento da biomassa; 4. Modos de condução de processo para desconstrução da biomassa; 5. Plafatormas microbiológicas e produção de produtos de alto valor agregado em biorrefinarias integradas; 6. Purificação de produtos obtidos por rota biotecnológica.

• Processos de separação de biomoléculas por agentes sólidos com aplicações em biorrefinarias

Ementa: - Breve introdução às separações em bioprocessos (downstream). - Breve introdução aos mecanismos de separação de componentes da fase líquida por interação com agente sólido. - Fundamentos do equilíbrio e de transporte de massa em sistemas sólido-líquido. - Comportamento do sistema fechado para adsorção: equilíbrio, balanço componente e cinética. - Coluna de leito fixo e processos de separação: modos de operar o sistema batelada; da adsorção à cromatografia. - Revisão: cálculo de perda de carga em leitos fixos. - Introdução à cromatografia preparativa e analítica: diferenças no material sólido e condições operacionais. - Cromatografia: introdução aos mecanismos de troca iônica, interação hidrofóbica, afinidade e exclusão por tamanho.  - Considerações sobre as características da biomolécula que apontam uma interação favorável ou desfavorável com a resina; - Formatos de pico e curva de ruptura: isoterma favorável. - Técnicas de aumento de escala em sistemas cromatográficos e adsorção. - Processos em coluna: simulações, correlações para os coeficientes de transporte de massa e suas limitações. - Escolha e análise de temas dentro dos bioprocessos e biorrefinaria, com entrega de trabalho, que pode incluir apresentação. - Fechamento com apresentação de técnicas diversas (leito expandido, leito móvel simulado, entre outros).

• Tecnologia da Fermentação Alcoólica

Ementa: - Definição e entendimento dos conceitos fundamentais das diferentes fontes de energia e biocombustíveis; - Desenvolvimento e compreensão dos principais processos produtivos e etapas na indústria sucroalcooleira de etanol de primeira geração (1G); - Análise e estudo das principais matérias-primas, microrganismos, variáveis de processo, cinética e estequiometria associados à indústria do etanol 1G; - Dimensionamento de biorreatores operando de forma contínua e descontínua, no processo de fermentação alcoólica; - Entendimento da teoria das etapas do processo produtivo do etanol 1G tradicional desde a aquisição da cana-de-açúcar, passando pelas etapas de extração, preparação do mosto, fermentação, centrifugação e destilação, além das novas tecnologias; - Obtenção e análise de dados de fermentação alcoólica e estimativa de parâmetros cinéticos, eficiências e rendimentos a partir de experimentos laboratoriais; - Simulação dos balanços de massa e energia em operações envolvidas na cadeia do processo produtivo do etanol 1G.

• Introdução à Tecnologia de Biocombustíveis
  Ementa: Introdução. Matérias-primas para produção de etanol e biodiesel. Etapas do processo fermentativo. Reações de esterificação e transesterificação. Rotas metílica e etílica. Biogás. Processos reacionais homogêneos e heterogêneos. Catalisadores para biodiesel. Pirólise e gaseificação de biomassa. Subprodutos e utilidades.

• Introdução à Catálise Heterogênea
  Ementa: Classificação dos catalisadores sólidos. Caracterização de catalisadores. Critérios de seleção. Mecanismos de catálise superficial. Princípios de Preparação de catalisadores. Envenenamento e recuperação.

• Reatores Bioquímicos
  Ementa: Reações enzimáticas e microbiológicas; Modelos cinéticos; Análise de reatores enzimáticos; Análise de reatores microbiológicos.

• Controle Ambiental
  Ementa: Conceitos fundamentais; Gases Tóxicos: Captação, Transporte, Depuração e Desodorização. Eliminação do pó: processos e equipamentos; Dispersão na atmosfera.

• Limpeza de Gases
  Ementa: Poluição do ar: causas e efeitos principais; Partículas em suspensão: Propriedades físicas e químicas; Ar respirável; Remoção de partículas de gases: mecanismos de captura e adesão de aerossois; Princípios de coleta e equipamentos; Projeto de equipamentos.

• Projeto de Dissertação em Engenharia Química voltado a Biocombustíveis
  Ementa: Trabalho individual desenvolvido segundo o método científico, visando a elaboração de um projeto de pesquisa, em nível de dissertação de Mestrado.

• Seminários de Engenharia Química voltado a Biocombustíveis
  Ementa: Apresentação e exposição pelo aluno, do andamento de seu trabalho de Dissertação.

• Tópicos Especiais em Produção de Biocombustíveis via Catálise Heterogênea
  Ementa: Produção de hidrogênio por reforma a vapor do etanol. Produção de gás de síntese a partir do etanol. Produção de gás de síntese a partir do biogás. Catalisadores para rotas GTL. Síntese de Fischer-Tropsh. Combustíveis derivados de gás de síntese: dimetil éter, n-butanol, gasolina e diesel sintéticos.

• Tópicos Especiais em Produção de Biocombustíveis – Rotas Bioquímicas
  Ementa: Fermentação alcoólica. Esterificação e transesterificação enzimáticas. Fermentação anaeróbia de resíduos para geração de biogás. Subprodutos e utilidades.

• Metodologias para Análise e Controle de Qualidade de Etanol e Biodiesel
  Ementa: Conceito de qualidade do produto. Métodos químicos de Análise. Especificações e normas técnicas. Inspeção de qualidade. Controle estatístico de qualidade. Gestão de qualidade total. Introdução à melhoria de qualidade.

• Engenharia de Bioprocessos e Sistemas
  Ementa: Plataformas de simulação de processos. Analise e otimização da produção de bicombustíveis utilizando ferramentas computacionais. Avaliação econômica e de impacto ambiental de processos de produção de bicombustíveis por rotas bioquímicas.