Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 27 Clase Interactiva: 21 Total: 51
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: Con docencia
Matrícula: 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:
1. Estequiometría. Cinética enzimática y microbiana. Ecuaciones de velocidad y modelos cinéticos.
2. Diseño de ecuaciones de biorreactores ideales: RDTA, RFP y RCTA.
3. Sistemas de biorreactores múltiples y de recirculación.
4. Agitación y aireación.
5. Esterilización: cinética y equipamiento.
Estos contenidos se estructuran en los siguientes temas:
TEMA 1: Introducción (4h: 3hE + 1hTG)
Procesos biotecnológicos y estudio de configuraciones convencionales y otros modelos de biorreactores. Descripción de procesos industriales.
TEMA 2: Cinética enzimática y microbiana (14,5h: 9hE + 3hS + 2,5I)
Objetivo: descripción de los conceptos fundamentales de catálisis enzimática y microbiana y ecuaciones de velocidad que describen estos procesos. Métodos de inmovilización y posibles efectos sobre 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 de crecimiento y formulación del medio de cultivo; estequiometría; devoluciones; crecimiento celular y cinética; modelos
2.3 Inmovilización de biocatalizadores: tipos; Cinética de biocatalizadores inmovilizados.
TEMA 3: Diseño de biorreactores ideales (17h: 6hE + 5hS + 5hI + 1hTG)
Objetivo: Análisis de biorreactores convencionales, asumiendo cinética simple y comportamiento hidráulico ideal, para obtener ecuaciones matemáticas aplicables para el diseño y operación de biorreactores.
Contenido:
3.1 Balances de materia aplicados a biorreactores
3.2 Reactor de tanque agitado: discontinuo, alimentación continua, serie continua, recirculación de celdas
3.3 Reactor de flujo de pistón: recirculación de celda
TEMA 4: Diseño de biorreactores reales (12,5h: 5hE + 4hS + 2,5hI + 1hTG)
Objetivo: Suministro de oxígeno en cultivos aeróbicos, agitación en biorreactores 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 Aireación: 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. Bioseparaciones (3 h: 2hE + 1hS)
Eliminación de biomasa Disrupción celular. Técnicas basadas en membranas. extracción Adsorción y cromatografía.
Bibliografía básica
Biochemical Engineering and Biotechnology (2nd Edition) [0-444-63357-X]. Os alumnos teñen acceso a dita bibliografía.
Najafpour, Ghasem
Texto completo dispoñible vía Elsevier ScienceDirect Books Complete
Bailey, J.E., e 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., e Mavituna, F. Biochemical Engineering and Biotechnology Handbook. Stockton Press (1991).
Jagnow, G., e David, W. Biotecnología. Introducción con experimentos modelo. Ed. Acribia (1991).
Gòdia Casablancas, F., e López Santín, J. Ingeniería Bioquímica. Ed. Síntesis. Madrid (1998).
Illanes A. Wilson, L. Vera, C. Problem Solving in Enzyme Biocatalysis. Wiley and Sons. 2014. DOI:10.1002/9781118341742
Moo-Young, M. Comprehensive Biotechnology. Pergamon Press (1985)
Rem, H., e Reed, G. Biotechnology. Verlag CEIME (1995)
Stroev, E.A., e Makarova, V.G. Laboratory Manual in Biochemistry. MIR (1989)
Wiseman, A. Handbook of Enzyme Biotechnology. Ellis Horwood (1985).
Coñecementos/Contidos: Con01, Con03, Con07
Habilidades/Destrezas: H/D01, H/D02, H/D14
Competencias: Comp04, Comp06
Las clases teóricas se alternarán con seminarios en los que se evaluarán problemas aplicados a casos reales. Los contenidos teóricos básicos de la asignatura se impartirán a partir de clases expositivas donde se explicarán y desarrollarán. Estas clases se apoyarán en el uso de presentaciones en Power Point en el Campus Virtual. La hoja de cálculo utilizada para la resolución de problemas será principalmente Excel y SuperPro Designer para las sesiones de aula de informática. Las tutorías grupales se centrarán en estudiar con más detalle diferentes tipos de biorreactores o procesos biotecnológicos.
Se realizará una evaluación continua del proceso de aprendizaje, que supondrá el 20% de la nota final, a través de dos entregas de resolución de problemas en un seminario (10%) y/o aula de informática (10%). Al final de las clases se realizará un examen teórico y práctico, incluyendo cuestiones teóricas y resolución de problemas, que supondrá el 80% de la nota final.
Un estudiante que no se presenta al examen final se considera "no presentado".
En la primera y segunda oportunidad la evaluación es la misma y se mantienen las calificaciones. En caso de ejercicios o pruebas fraudulentas se estará a lo dispuesto en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
Las habilidades se evalúan en las siguientes actividades:
Examen final: Con01, Con03, Con07, H/D01, H/D14
Números entregados: Con03, H/D01, H/D02, , Comp06
Entrega de ejercicios en simulador: H/D02, Comp04
La asignatura tiene una carga horaria equivalente a 6 ECTS que se distribuyen como se describe a continuación
Clases de exposición 25
Seminarios de clase interactivos 13
Clases interactivas de informática 10
Tutoría grupal 3
Trabajo personal 96
examen 3
Total 150
Se recomienda que el estudiante haya superado previamente las materias Fundamentos de ingeniería de bioprocesos, termodinámica y cinética química y bioquímica I.
La lengua de impartición será el español (docencia teórica) y el gallego (seminarios y aula de informática)
La versión gallega de esta guía docente prevalecerá sobre las versiones española e inglesa 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: Titular de Universidad
| Martes | |||
|---|---|---|---|
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula 08. Louis Pasteur |
| 23.05.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 04.James Watson y Francis Crick |
| 08.07.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 03. Carl Linneo |