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Biorrefinaria

Código:

TPD031

Sigla:

BIOR

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Processos em Engenharia Química e Biológica

Ocorrência: 2022/2023 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Tecnologias do Petróleo

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
TPD	10	Plano Estudos 2015	3	-	5	60	135

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Os principais objetivos desta UC são os de: 1) adquirir conhecimentos sobre biorrefinaria, como integração sustentável de processos para a transformação de biomassas em produtos comercializáveis e sobre a sua posição central na bioeconomia circular; 2) estar apto a propor rotas de valorização de biomassas, em especial as residuais, para a produção de produtos comercializáveis, de forma sustentável e com minimização de resíduos e 3) adquirir competências para proceder a uma avaliacão expedita dos riscos de implementação de uma biorrefinaria através do cálculo do índice de complexidade da biorrefinaria e da representação do perfil de complexidade da biorrefinaria.
Para além disso pretende-se desenvolver competências de trabalho em grupo, de leitura e interpretação de textos científico-técnicos, em especial em língua inglesa.

Resultados de aprendizagem e competências

- Reconhecer o papel central da biorrefinaria na bioeconomia circular;

- esboçar, grosso modo, rotas de transformação sustentável de biomassas, em especial as rediduais, em produtos vendáveis; 

- saber pesquisar informação científico-técnica adequada que ajude a desenvolver e sustentar as propostas de biorrefinação de biomassas avançadas;

- saber determinar índices e perfis de complexidade de biorrefinarias propostas de modo a avaliar o seu potencial de exequibilidade;

- ser capaz de trabalhar em equipa, cumprindo prazos e atribuições combinados e discutindo de forma crítica e construtiva as soluções propostas;

- saber redigir e apresentar de forma clara e concisa os resultados e soluções encontradas para os problemas de valorização de biomassas por via da biorrefinaria, utilizando os diferentes meios e suportes disponíveis.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

- Conhecimentos básicos de Química, Física, Matemática e Biologia, ao nível do Ensino Secundário são pré requisitos importantes;

- Conecimentos sobre a natureza e as tecnoloias de produção dos principais biocombustíveis podem ser de enorme ajuda no processo de aprendizagem

Programa

- Contexto em que surge o conceito de biorrefinarias: aumento da população, da exploração dos recursos naturais e da poluição ambiental. O papel das biorrefinarias na bioeconomia, economia circular. A bioeconomia circular. Desafios que se colocam aos desenvolvimento de biorrefinarias e dos biocombustíveis.

- Conceito de biorrefinaria/biorrefinação: definição, tipos de biorrefinaria e sua caracterização. Princípios e fundamentos.  Considerações técnicas e económicas da biorrefinação.

- História e perspetivas de desenvolvimento das biorrefinarias. Comparação com as refinarias do petróleo e com as “e-refinarias”, baseadas no hidrogénio verde. As biorrefinarias no contexto atual da transição energética, da descarbonização da economia e na manutenção da biodiversidade;

- Tipos de biomassa e principais técnicas e parâmetros de caracterização. Processos mais frequentes de conversão de biomassas e respetivas tecnologias principais. Rotas químicas, bioquímica e termoquímica. Tecnologias eletroquímicas na “química verde”;

- Biorrefinarias de base industrial.  Enquadramento da biorrefinaria na indústria química. Integração de processos e complexidade. Índice e perfil dde complexidade de biorrefinarias (BCI). Sua importância na determinação do risco tecnológico de implementação de biorrefinarias. Comparação com o índice de complexidade de Nelson na refinaria de petróleo;

- Estudo de biorrefinarias à base de resíduos florestais, de madeira e da indústria da polpa do papel como exemplo de biorrefinarias de 2ª geração. Outras fontes de biomassas linho-celulósicas. Suas tecnologias e seus produtos (H₂, CH₄, biodiesel, diesel verde, biopolímeros…). 

- Estudo de biorrefinarias à base de produtos e resíduos alimentares, agrícolas, pecuários e agroindustriais e suas tecnologias e seus produtos principais (Bioálcool, bióleos, biodiesel…). Exemplos no território nacional de biorrefinaria de tipo I e de 1ª geração;

- Biorrefinarias à base de resíduos sólidos urbanos, lamas de ETAR e ETARI. Produtos (Biocombustíveis, bioplásticos, …);

- Estudo de uma biorrefinaria à base de algas e microalgas no território nacional, como exemplo de biorrefinaria de 3ª geraçao;

- Biorrefinarias baseadas em culturas dedicadas. Exemplo de projeto de uma biorrefinaria baseada em biomassas de palma e jatrofa;

- Estudo do Plano Nacional para a Promoão de Biorrefinarias (PNPB): potencial de biomassas residuais disponíveis, plataforma para a biomassa e biorrefinarias. Principais linhas de investigação e desafios no campo das biorrefinarias no país e no mundo.

Bibliografia Obrigatória

Vários; A-Z of Biorefinery: A Comprehensive View, N. Thongchul, A. Kokossis, 2022. ISBN: 978-0-12-819249-1

Bibliografia Complementar

Vários; Biorefinery: From Biomass to Chemicals and Fuels, Michele Aresta, Angela Dibenedeto & Franck Dumeignil, 2012. ISBN: 978-3-11-026023-6
Vários; Algal Biorefinery: An Integrated Approach, Debabrata Das, 2015. ISBN: 978-3-319-22812-9
C. Alzate, J. Botero & V. Marulanda; Biorefineries - Desig and Analysis, CRC Francis Taylor Group, 2020. ISBN: 978-0-36-757107-8
Vários; Handbook of Waste Biorefinery, E. Jacob-Lopes, L. Zepka, M. Deprá, 2022. ISBN: 978-3-031-06561-3
Vários; Biorefinery Production Technologies for Chemicals and Energy, M. Mukhopadhyay, A. Kuila John Wiley & Sons, Inc., 2020. ISBN: 978-1-119-59142-9

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A metodologia de ensino-aprendizagem é baseada em aulas convencionais, centradas no docente, através da preleção dos temas com auxílio de meios informáticos de apresentação, coadjuvada pela realização de exercícios de leitura orientada, dentro e fora da sala de aulas, bem como pelo desenvolvimento de um trabalho de pesquisa ao longo do semestre, em que um grupo de estudantes deverá propor uma rota de valorização de uma biomassa, aplicando o conceito de biorrefinaria.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	60,00
Trabalho escrito	20,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	15,00
Frequência das aulas	60,00
Trabalho escrito	15,00
Trabalho laboratorial	15,00
Total:	105,00

Obtenção de frequência

A aprovação por frequência é alcançada com avaliação média (M) igual ou superior a 10 valores (arrendondamento à unidade, segundo regras habituais). A média é calculada através da fórmula abaixo.

Condições para aprovação por frequência: ter frequentado pelo menos 75 % das aulas, ter realizado os testes de Frequência

Fórmula de cálculo da classificação final