Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 99 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Ingeniería Química
Áreas: Ingeniería Química
Centro Facultad de Biología
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Sin docencia (Extinguida)
Matrícula: No matriculable
El biorreactor es el núcleo principal de los procesos biotecnológicos a escala industrial, que presenta características específicas y diferenciadas de los reactores de la industria de procesos. El objetivo general del curso es introducir las bases del diseño y el funcionamiento de los biorreactores.
Los contenidos de la materia según la memoria del título son:
- Estequiometría. Cinética enzimática y microbiana. Ecuaciones de velocidad y modelos cinéticos.
- Ecuaciones de diseño de biorreactores ideales: RDTA, RFP y RCTA.
- Sistemas de biorreactores múltiples y con recirculación.
- Flujo no ideal.
- Agitación y aireación.
- Esterilización: cinética y equipos.
Seminarios
- Resolución de problemas de diseño y operación de biorreactores con hoja de cálculo.
Aula de informática
- Uso del simulador de procesos en diseño y operación de biorreactores.
Estos contenidos se estructuran en los siguientes temas:
TEMA 1: Introducción (5h: 3hE + 2hTG)
Procesos biotecnológicos y estudio de configuraciones convencionales y otros modelos de bioreactores. Descripción de procesos industriales.
TEMA 2: Cinética enzimática y microbiana (14.5h: 9hE + 3hS + 2.5I)
Objetivo: descripción de los conceptos fundamentales de catálise enzimática y microbiana y ecuaciones de velocidad que describen estos procesos. Métodos de inmobilización y posibles efectos en la transferencia de materia.
Contenido:
2.1 Cinética enzimática: reacciones con un solo sustrato; reacciones inhibidoras; variación de la actividad con la temperatura y el pH
2.2 Cinética microbiana: requisitos para el crecimiento y planteamiento del medio de cultivo; estequiometría; rendimientos; crecimiento celular y cinética; Modelos
2.3 Inmobilización de biocatalizadores: tipos; cinética de biocatalizadores inmovilizados
TEMA 3: Diseño de bioreactores ideales (16h: 7hE + 4hS + 5hI)
Obxectivo: análisis de bioreactores convencionales, asumiendo la cinética sencilla y el comportamiento hidráulico ideal, para obtener ecuaciones matemáticas aplicables para el diseño y el funcionamiento de biorreactores.
Contenido:
3.1 Balances de materia aplicados a biorreactores
3.2 Reactor del tanque agitado: lote, alimentación continua, serie continua, recirculación celular
3.3 Reactor de flujo del pistón: recirculación celular
TEMA 4: Diseño de biorreactores reales (12h: 6hE + 4hS + 2hI)
Objetivo: estudio de las desviaciones del comportamiento hidrodinámico ideal y del efecto sobre la conversión y rendimiento del bioproceso. Suministro de oxígeno en cultivos aeróbicos, agitación en bioreactores completamente mezclados y procesos de esterilización. Aspectos asociados al cambio de escala. Descripción de las características y funcionamiento de los principales reactores no convencionales.
Contenido:
4.1 Aeración: determinación de kLa y dependencia de los parámetros operativos
4.2 Agitación: energía consumida; agitación en sistemas aireados
4.3 Esterilización: tratamiento térmico (cinética y efecto de la temperatura); sistemas de esterilización en la práctica; otros tratamientos de inactivación
TEMA 5. Bioseparacións (2.5h: 2hE + 0.5hS)
Eliminación de biomasa Interrupción celular. Técnicas basadas en la membrana. Extracción. Adsorción y cromatografía
Bibliografía básica
Biochemical Engineering and Biotechnology (2nd Edition) [0-444-63357-X]. Los alumnos tienen acceso a dicha bibliografía.
Najafpour, Ghasem
Texto completo dispoñible vía Elsevier ScienceDirect Books Complete
Bailey, J.Y., y Ollis, D.F. Biochemical Engineering Fundamentals. 2nd ed. McGraw Hill, New York (1986).
Bibliografía complementaria
Aiba, S., et al. Biochemical Engineering. 2nd ed. University of Tokyo Press, Tokyo (1973).
Atkinson, B., y Mavituna, F. Biochemical Engineering and Biotechnology Handbook. Stockton Press (1991).
Jagnow, G., y David, W. Biotecnología. Introducción con experimentos modelo. Ed. Acribia (1991).
Gòdia Casablancas, F., y López Santín, J. Ingeniería Bioquímica. Ed. Síntesis. Madrid (1998).
Moo-Young, M. Comprehensive Biotechnology. Pergamon Press (1985)
Rem, H., y Reed, G. Biotechnology. Verlag CEIME (1995)
Stroev, Y.La., y Makarova, V.G. Laboratory Manual in Biochemistry. MIR (1989)
Wiseman, La. Handbook of Enzyme Biotechnology. Ellis Horwood (1985).
La lista describe las actividades formativas y las habilidades que se trabajarán en cada una de ellas.
Clases de exposición Exposición de contenidos con soporte de medios audiovisuales.
Resolución del tipo de ejercicio en encerado.
Uso del campus virtual.
CG1; CG5; CB1; CB3; CB4; CB5; CT6; CE6
Seminarios de clases interactivas
Ejercicios de resolución de estudiantes individualmente o en pequeños grupos (2-3).
Uso de hoja de cálculo.
Entrega de un ejercicio mediante boletín.
CG3; CG4; CG5; CB1; CB2; CB4; CT1; CT6; CE6
Clases interactivas informáticas Resolución cinética. Introducción al uso del simulador Superpro Designer y ejercicios prácticos.
Entrega de un ejercicio.
CG2; CB1; CB3; CT1; CE6
Titoría en grupo Trabajo en grupo (2-3) sobre bioreactor no convencional.
Presentación de carteles.
CG3; CG4; CG5; CB1; CB2; CB3; CB4; CT2 *; CT3 *; CT4 *; CE6
Las clases teóricas alternarán con seminarios en los que se evaluarán los problemas aplicados a casos reales. Los contenidos teóricos básicos de la materia serán impartidos a partir de clases magistrales donde serán explicadas y desarrolladas. Estas clases tendrán el suyo la poiocon el uso de presentaciones de Power Point en el Campus Virtual. La hoja de cálculo empleado para la resolución de problemas será principalmente Excel. Las titorías del grupo se centrarán en estudiar con más detalle diferentes tipos de biorreactores o procesos biotecnológicos mediante lo uso de recursos bibliográficos online en la clase.
El idioma de enseñanza será el castellano
Se realizará una evaluación continua del proceso de aprendizaje mediante dos entregas de resolución de problemas en seminario o aula de informática. Esta evaluación continua contará con el 30% de la nota final. Al final de las clases habrá un examen teórico y práctico, incluyendo preguntas teóricas y resolución de problemas, que contará el 70% de la nota final.
Se considera "no presentado" el alumno que no realice el examen final.
En la primera y segunda oportunidad a evaluación es a misma y se mantiene las calificaciones. En caso de ejercicios o pruebas fraudulentas, se aplicará el dispuesto en el Reglamento de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y para la revisión de las calificaciones.
Las competencias se evalúan en las siguientes actividades:
Examen final: CG1; CG5; CB1; CB3; CB4; CB5; CT6; CE6
Problemas entregados CG3; CG4; CG5; CB1; CB2; CB4; CT1; CT6; CE6
Entrega de ejercicio de simulador CG2; CB1; CB3; CT1; CE6
Titoría en grupo, incluyendo trabajo y presentación: CG3; CG4; CG5; CB1; CB2; CB3; CB4; CT2 *; CT3 *; CT4 *; CE6
La materia tiene una carga de trabajo equivalente a 6 ECTS que se distribuyen como se describe a continuación
Clases de exposición 27 45
Seminarios de clases interactivas 11 22
Clases de informática interactiva 10 10
Titoría en grupo 2 4
Titoría individualizada 1 2
Revisar y revisar 4 12
Total 55 95
Es recomendable que el alumno haya superado previamente las asignaturas Fundamentos de procesos biológicos, Termodinámica y cinética química y Bioquímica I.
El curso se impartirá en castellano.
ES necesario el uso del campus virtual, así como de MS Teams.
Recomendaciones para la enseñanza telemática
- Se recomienda tener un ordenador con un micrófono y una cámara para realizar las actividades telemáticas programadas durante lo curso. Se recomienda mercar computadoras con un contorno MS Windows, ya que otras plataformas no admiten algunos de los programas informáticos empleados nos temas, disponibles en la USC.
- Mejora tu información y habilidades digitales con los recursos disponibles en la USC.
- La versión en gallego de esta guía docente prevalecerá sobre las versiones en inglés y castellano en caso de contradicción entre ellas
Maria Teresa Moreira Vilar
Coordinador/a- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816792
- Correo electrónico
- maite.moreira [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Miguel Mauricio Iglesias
- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816800
- Correo electrónico
- miguel.mauricio [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Ayudante Doctor LOU
Daniel Sastre Quemada
- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816771
- Correo electrónico
- daniel.sastre [at] usc.es
- Categoría
- Investigador/a: Programa Juan de la Cierva
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 08. Louis Pasteur |
| Martes | |||
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 08. Louis Pasteur |
| 02.06.2023 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 04.James Watson y Francis Crick |
| 13.07.2023 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 03. Carl Linneo |