Asignatura: Ingeniería de Procesos BiotecnológicosCódigo: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 1. ASIGNATURA / COURSE TITTLE INGENIERIA DE PROCESOS BIOTECNOLOGICOS/ BIOTECHNOLOGY PROCESS ENGINEERING 1.1. Código / Course Code 16568 1.2. Materia / Content area Intensificación Tecnológica (Módulo de Intensificación) 1.3. Tipo / Type of course Optativa / Elective 1.4. Nivel / Level of course Grado / Bachelor 1.5. Curso / Year of course 4º / 4th 1.6. Semestre / Semester 1er Semestre / 1st (Fall semester) 1.7. Idioma / Language Español. Se emplea también Inglés en material docente / In addition to Spanish, English is also extensively used in teaching material 1.8. Requisitos Previos / Prerequisites Se recomienda que los estudiantes hayan cursado las asignaturas de Fundamentos de Ingeniería Química, Biología y Bioquímica, Ingeniería de la Reacción Química/ Previous courses recommended: Chemical Engineering Fundamentals, Biology and Biochemistry, Chemical Reaction Engineering. 1 de 9 Consolidar conocimientos generales sobre bioquímica.Conocer los fenómenos de transporte implicados en las reacciones microbianas. . Conocer los aspectos básicos de diseño de biorreactores.Conocer las características de la catálisis enzimática.9. tutorials. Datos del equipo docente / Faculty Data Sección Departamental de Ingeniería Química Coordinadora: Docente(s) / Lecturer(s): Montserrat Tobajas Vizcaíno Departamento de / Department of: Química Física Aplicada Facultad / Faculty: Ciencias Despacho .Aplicar balances de materia y energía junto a la cinética de reacción en el diseño de reactores enzimáticos.11.Módulo / Office – Module: 601 – C-08 Teléfono / Phone: 91 497 7606 Correo electrónico/Email: Montserrat. 2 de 9 . OBJETIVOS DEL CURSO /OBJETIVE OF THE COURSE Objetivos .uam. Clasificación de reactores.Analizar las ventajas biocatalizadores. biología molecular y microbiología y su aplicación al desarrollo de un bioproceso. 1.Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 1. . prácticas de laboratorio y de campo es obligatoria/ Attendance of the seminars. Requisitos mínimos de asistencia a las sesiones presenciales / Minimum attendance requirement La asistencia es obligatoria al menos en un 80% / Attendance at a minimum of 80% of in-class sessions is mandatory La asistencia a las clases prácticas en aula. Utilizar modelos sencillos para estudiar la cinética de las reacciones enzimáticas así como el efecto de la presencia de inhibidores.tobajas@uam. e inconvenientes de la inmovilización de . . agitación y esterilización.Consolidar conocimientos de estequiometría y cinética aplicados a reacciones microbianas.es/departamentos/ciencias/ingquim/ Horario de atención al alumnado/Office hours: En cualquier horario previa petición de hora. labs and factory visits is mandatory 1. Estudiar la aeración. .10.es Página web/Website: http://www. modelizar y calcular sistemas con reacción química E4.Conocer las etapas de aislamiento y las operaciones de acondicionamiento de los productos obtenidos en procesos biotecnológicos. química biotecnología e ingeniería E2. Capacidad de análisis y síntesis T3. .Estimar el efecto de la transferencia de materia en la cinética de biocatalizadores inmovilizados. . .Comparar y seleccionar la instrumentación adecuada entre diferentes alternativas . . Analizar. Analizar los factores asociados al cambio de escala. Competencias específicas E1. Analizar sistemas utilizando balances de materia y energía E3.Conocer los sensores existentes para la medida de parámetros físicos. Evaluar E39. .Ser capaces de seleccionar los procesos adecuados para la separación y purificación de los productos de interés. Diseñar E37.Estimar los coeficientes necesarios para el escalado de equipos. . Evaluar y aplicar sistemas de separación E17. Aplicar conocimientos de matemáticas.Diseñar reactores enzimáticos y microbianos. Calcular E33. . Competencias .Calcular los parámetros cinéticos para la descripción de la velocidad de sistemas en los que hay presentes enzimas o microorganismos utilizando modelos sencillos.Aplicar los conocimientos adquiridos en el estudio de diversas aplicaciones industriales tanto tradicionales como no convencionales. física. químicos y biológicos. .Establecer la estequiometría de crecimiento microbiano y formación de producto y obtener rendimientos. . Comparar y seleccionar alternativas técnicas E32. Comunicación oral y escrita en la lengua propia 3 de 9 .Conocer procesos biotecnológicos de interés industrial. Optimizar Competencias transversales: T1.Calcular la concentración de enzima presente en una muestra así como su actividad.Estimar o determinar experimentalmente los coeficientes de transferencia de oxígeno y calcular la potencia de agitación así como las condiciones más adecuadas para la esterilización.Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS . . Contenidos del Programa / Course Contents Biotecnología Tema 1. Definición y perspectiva histórica de la biotecnología. Tema 2. Sensibilidad hacia temas medioambientales 1. Conocimiento de informática en el ámbito de estudio T7. Cinética de reacciones enzimáticas con un sólo sustrato.Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS T5. Esquema de un proceso biotecnológico. Inmovilización: ventajas e inconvenientes. 4 de 9 . Biocatalizadores Inmovilizados Tema 5. Habilidad para trabajar de forma autónoma T27. Reactores enzimáticos Balances de materia y energía. Introducción a la Biotecnología Industrial. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica T19. Limitación por difusión interna. Catálisis enzimática. Resolución de problemas T9. Reactores discontinuos. Reacciones Enzimáticas Tema 3. Areas de interés de la biotecnología.12 . Significación e importancia. Clasificación de reactores. Razonamiento crítico T18. Efecto de la temperatura y el pH. Biocatalizadores Inmovilizados. Medios de cultivo. Medida de concentración de enzima. Trabajo en equipo T16. Cinética Enzimática. Cinética de reacciones enzimáticas con más de un sustrato. Reactores continuos: mezcla completa y flujo pistón. Tipos de inmovilización. Aplicación a los Bioprocesos. Tipos de procesos. Aprendizaje autónomo T21. Determinación de los parámetros cinéticos. Reactores con recirculación. Reacciones Enzimáticas con Inhibición. Limitación por transferencia de materia externa. Ecuación de Michaelis-Menten. Cinética de biocatalizadores inmovilizados. Tema 4. Instrumentación. Cinética Microbiana. Tema 8. oxígeno disuelto. Reactores para microorganismos. Factores que intervienen en el cambio de escala. Aplicaciones industriales Tema 13. Aspectos básicos del diseño. Operación y escalado de biorreactores Tema 10. Tema 11. Procesos de separación y purificación. gases. T. Análisis de sustratos y productos. Procesos con células vegetales y animales. Bioprocesos industriales tradicionales: Procesos anaerobios y procesos aerobios. Estequiometría de formación de productos. Procesos de transporte. Biorreactores no Convencionales. separación de insolubles. Aeración. Biosensores. Modelos para inhibición. Sensores de parámetros químicos (pH. coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno. Cambio de Escala en Biorreactores. Tema 9. Factores que afectan al transporte. 5 de 9 . caudal. Disrupción celular. Cinética de formación de productos y consumo de sustratos. Determinación del coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno. Aplicaciones de bioprocesos. Agitación. nivel. Procesos de Separación y purificación de productos Tema 12. Reacciones Microbianas. etc). Esterilización: técnicas. Características y tipos de biorreactores. Sensores de parámetros físicos (P. Modelo de Monod. Etapas de aislamiento y operaciones de separación. Consecuencias. Estequiometría del crecimiento microbiano: Descripción metabólica y modelo macroscópico de “Caja Negra”. Tema 7. Determinación de parámetros cinéticos. tipos de agitadores.Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS Reacciones Microbianas Tema 6. Rendimientos. concentración y purificación. Fases de crecimiento microbiano discontinuo. Fase de decaimiento celular. Número de potencia. Métodos de cambio de escala: potencia por unidad de volumen. Reactores convencionales tipo tanque agitado. Características. Procesos con cultivos mixtos: Tratamiento de aguas residuales. con recirculación y asociaciones. etc). Modelos de crecimiento celular. 1986 J. hacer un seguimiento del trabajo realizado y la resolución de dudas. W. S. “Ingeniería Bioquímica”. Ed. M.H.Clases teóricas: consistirán de forma prioritaria en lecciones magistrales en las que se expondrá de forma ordenada y sistemática el temario de la asignatura.5 Clases prácticas en aula: se dedicarán a la discusión y resolución de ejercicios y supuestos prácticos y a la presentación de trabajos. 1997. P. Boffey. cuyos enunciados estarán a disposición del alumnado con la suficiente antelación. Métodos Docentes / Teaching methods Actividades presenciales . Walker y E. Se utilizarán de manera habitual materiales multimedia que estarán a disposición de los alumnos en la página virtual de la asignatura. Ed Síntesis. Acribia. Goulding y P. Trevan. “Principios de ingeniería de los bioprocesos” Ed. Díaz. Oxford University Press. Shuler y F. Acribia. 1998. Stanbury “Biotecnología: Principios Biológicos”.Prácticas de campo. Acribia. 2007. Lopez. 2 B. . Acribia. Ed. L. Godia y J. Atkinson. 1991. Ed. Paraninfo.M. “Ingeniería de Bioprocesos”. Se aplicarán los conocimientos adquiridos en clases teóricas así como el tratamiento matemático de los datos tomados. A. M. Freifelder “Fundamentos de Biología Molecular”. Kargi “Bioprocess Engineering”. .Clases prácticas de resolución de problemas numéricos.1989. Acribia. “Biología Molecular y Biotecnología”.C.D. Ed. Acribia. H. Ed. 1998.13 . 6 de 9 . Ed. F. Doran. Bu’Lock y B. Prentice Hall PTR.B. Reverte. M. J. “Reactores Bioquímicos”. . Elliot y D. 2012. 1997 D. . 1991.Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 1. Los estudiantes que conforman el grupo realizarán visitas a industrias de interés biotecnológico. 1988. K. Elliot “Biochemistry and Molecular Biology”.Prácticas de laboratorio y prácticas con medios informáticos. Se realizarán de forma individual o en grupos reducidos con el fin de orientar.Tutorías. Ed. Gingold. Ed. Kristiansen “Biotecnología Básica”.Wiseman “Manual de Biotecnología de los Enzimas”. . Referencias de Consulta / Recommended Reading.M. 3 Tiempo estimado de Trabajo del Estudiante / Estimated workload for the student Nº de horas Clases teóricas Clases prácticas de resolución de problemas Presencial No presencial 36 h(24%) Tutorías 2 h (1. etc.Entrega de guiones de laboratorio.3%) Clases prácticas en aula 6 h (4%) Prácticas de laboratorio 6 h (4%) Prácticas en aula de informática 3 h (2%) Prácticas de campo 10 h (6. problemas resueltos. . ejemplos.7%) Preparación del examen 15 h (10%) Carga total de horas de trabajo: 25 horas X 6 ECTS Porcentaje 46%= 69h 54%= 81h 150 h 7 de 9 .Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS Actividades no presenciales: .Tutorías y foro de discusión virtuales.) y en la comunicación entre los profesores y los estudiantes y entre los propios estudiantes. . .7%) Actividades de evaluación 6 h (4%) Realización de actividades prácticas 14 h (9. En el desarrollo de las actividades no presenciales se aprovecharán las prestaciones que brinda la plataforma Moodle para la presentación de contenidos (transparencias.3%) Estudio semanal (4 hx13 sem) 52 h (34.Docencia en red: materiales didácticos y problemas resueltos.Entrega de problemas y casos de estudio. hojas de problemas. ..…………………………. 10% Participación en clases prácticas en aula y prácticas de campo…………………. El estudiante que no realice examen y que haya participado en conjunto.. pudiendo variar ligeramente según la necesidad de afianzar conocimientos en algún bloque en concreto. ordenador e informes……. 10% Participación en clases prácticas en aula y prácticas de campo………………….. ordenador e informes…….....….………………………………………………………………. 20% Examen ……………………….. 10% Prácticas de laboratorio.………………………….………………………………………………….…………………………………………………. 10% Prácticas de laboratorio.……………… 60% 5 Cronograma de Actividades (opcional) / Activities Chronogram (optional) Los tiempos establecidos para cada uno de los bloques es aproximado.. Convocatoria extraordinaria Entrega de problemas propuestos …….. la distribución sería: Bloque Temático Clases Biotecnología Clases teóricas en aula: 2 horas Reacciones Enzimáticas Clases teóricas en aula: 6 horas Clases problemas: 5 horas Clases prácticas en aula: 2 horas Biocatalizadores Inmovilizados Clases teóricas en aula: 2 horas Clases problemas: 1 hora 8 de 9 .……………………………………………………………….Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 4 Métodos de Evaluación y Porcentaje en la Calificación Final / Assessment Methods and Percentage in the Final marks Convocatoria ordinaria Entrega de problemas propuestos ……. los estudiantes deberán superar al menos un 40% del examen final..….….…. Con carácter general. en menos de un 20% de las actividades correspondientes a la evaluación frecuente será calificado en la convocatoria ordinaria como “No Evaluado”.……………… 60% Para que los porcentajes indicados anteriormente sean aplicables.. 20% Examen ……………………….. 3 horas 9 de 9 . Convocatoria ordinaria 3 horas Examen Final. Convocatoria extraordinaria Este cronograma tiene carácter orientativo.Asignatura: Ingeniería de Procesos Biotecnológicos Código: 16568 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS Reacciones Microbianas Clases teóricas en aula: 7 horas Clases problemas: 6 hora Clases prácticas en aula: 2 horas Operación y Escalado de Biorreactores Clases teóricas en aula: 2 horas Clases problemas: 1 horas Procesos de Separación y Purificación de Clases teóricas en aula: 2 horas Productos Clases problemas: 1 hora Aplicaciones Industriales Clases teóricas en aula: 2 horas Clases prácticas en aula: 1 horas Prácticas de laboratorio 6 horas Prácticas en aula de informática 3 horas Prácticas de campo 2 Visitas a empresa: 10 horas Tutorías 2 horas Examen Final.