Guia docente
DATOS IDENTIFICATIVOS 2020_21
Asignatura BIORREACTORES Código 00208022
Enseñanza
0208 - GRADO EN BIOTECNOLOGÍA
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Semestre
6 Obligatoria Tercero Primero
Idioma
Castellano
Prerrequisitos
Departamento QUIMICA Y FISICA APLICADAS
Responsable
GÓMEZ BARRIOS , XIOMAR ARLETH
Correo-e xagomb@unileon.es
Profesores/as
GÓMEZ BARRIOS , XIOMAR ARLETH
Web http://
Descripción general La asignatura comprende el conocimiento relacionado con reactores biológicos permitiendo entender su funcionamiento y utilización. Comprende la adquisición de información básica del diseño, estructura y funcionamiento de los biorreactores, la evaluación de los rendimientos
Tribunales de Revisión
Tribunal titular
Cargo Departamento Profesor
Presidente QUIMICA Y FISICA APLICADAS MORAN PALAO , ANTONIO
Secretario QUIMICA Y FISICA APLICADAS GARCIA PEREZ , ANA ISABEL
Vocal QUIMICA Y FISICA APLICADAS MARTINEZ MORAN , OLEGARIO
Tribunal suplente
Cargo Departamento Profesor
Presidente QUIMICA Y FISICA APLICADAS CARA JIMENEZ , JORGE
Secretario QUIMICA Y FISICA APLICADAS CALVO PRIETO , LUIS FERNANDO
Vocal QUIMICA Y FISICA APLICADAS MARTIN VILLACORTA , JAVIER

Competencias
Código  
A14066 208CE48 Conocer las bases del diseño, estructura y funcionamiento de los biorreactores.
A14067 208CE49 Utilizar de forma adecuada los equipos de producción biotecnológica a escala piloto o superior.
A14089 208CG1 Utilizar adecuadamente la terminología específica de la disciplina
A14090 208CG10 Aplicar los conocimientos teóricos a la resolución de problemas
A14096 208CG4 Analizar e interpretar resultados experimentales y discutirlos adecuadamente con otros trabajos relacionados
B3811 208CE48 Conocer las bases del diseño, estructura y funcionamiento de los biorreactores.
B3812 208CE49 Utilizar de forma adecuada los equipos de producción biotecnológica a escala piloto o superior.
B3848 208CT10 Trabajar en equipo.
B3849 208CT11 Adaptación a nuevas situaciones, iniciativa y espíritu emprendedor
C1 CMECES1 Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
C2 CMECES2 Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
C3 CMECES3 Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
C4 CMECES4 Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
C5 CMECES5 Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

Resultados de aprendizaje
Resultados Competencias
Conseguir un alto grado de autonomía que permita emprender estudios posteriores C1
C5
Conocimiento de la información relacionada con la estructura y el funcionamiento de los biorreactores A14066
Adquirir conocimiento relacionado con reactores biológicos a escala piloto y entender el funcionamiento y utilización de los reactores a gran escala A14067
Adquirir la información básica del diseño, estructura y funcionamiento de los biorreactores. B3811
Conocimiento completo de evaluación de los rendimientos de una fermentación para la obtención de un producto biotecnológico en un biorreactor A14066
A14067
Establecer los modelos que permiten explicar y predecir variables celulares y enzimáticas (crecimiento celular y actividad celular y enzimática) B3812
 C2
C3
Adaptación a nuevas situaciones A14089
 B3849
 C4
Resolver problemas relacionados con el funcionamiento de los reactores. Capacidad para predecir rendimientos según el modo de operación y efecto de la carga orgánica, TRH y temperatura A14090
A14096
Razonar críticamente, analizando resultados experimentales A14096
Capacidad de organización y trabajo en equipo de forma distribuida A14096
 B3848

Contenidos
Bloque Tema
Bloque I Tema 1: Reactor discontinuo y continuo de tanque agitado (Reactor de mezcla completa): estado estacionario y dinámico.
Tema 2: Estequiometría del crecimiento aerobio de microorganismos. Sistemas multi-componentes.
Tema 3: Reactor de flujo pistón. Reactores en serie. Recirculación
Tema 4: Cinética de crecimiento celular.
Bloque II Tema 5: Cinética enzimática, inhibición, desactivación
Tema 6: Catalizadores inmovilizados.
Tema 7: Transferencia de materia interna y externa.
Tema 8: Difusión intraparticular y cinética de Michaelis-Menten
Tema 9: Biorreactores no convencionales.
Bloque III Tema 10: Agitación, Mecanismos de mezclado, Escala de mezcla de Kolmogorov. Tiempo de mezcla
Tema 11: Número de potencia, potencia con aireación.
Tema 12. Flujo no ideal: Distribución de los tiempos de residencia (RTD)
Tema 13: Modelo de dispersión axial
Bloque IV Tema 14: Transferencia de materia. Modelo kLa.
Tema 15: Balances de materia con dos fases. Medición de kLa
Tema 16: Comportamiento de la fase gas como sistema de flujo pistón. Muerte celular y aireación
Bloque V Tema 17: Conceptos básicos. Métodos frecuentes para el cambio de escala

Planificación
Metodologías  ::  Pruebas
  Horas en clase Horas fuera de clase Horas totales
Prácticas en laboratorios 6 9 15
 
Practicas a través de TIC en aulas informáticas 5 8 13
Prácticas de campo / salidas 4 1 5
Aprendizaje basado en problemas (ABP)/ Problem Based Learning (PBL) 7 21 28
Seminarios 2 6 8
 
Sesión Magistral 30 45 75
 
Pruebas de desarrollo 6 0 6
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologí­as
Metodologías   ::  
  descripción
Prácticas en laboratorios Se realizarán prácticas de laboratorio con reactores
Practicas a través de TIC en aulas informáticas utilización de aplicación informática SuperPro designer
Prácticas de campo / salidas Realización de visita industrial a concertar con fábrica
Aprendizaje basado en problemas (ABP)/ Problem Based Learning (PBL) desarrollo de problemas
Seminarios Seminarios de problemas relacionados con los temas de la asignatura mediante la utilización de calculos complejos
Sesión Magistral Clases en horario establecido por el centro

Tutorías
 
Sesión Magistral
descripción
A concretar con el profesor durante el curso

Evaluación
  descripción calificación
Pruebas de desarrollo Examen escrtio con cuestiones de respuesta a preguntas a desarrollar (35)
Examen escrito de desarrollo de problemas (35)
La nota mínima en el examen global deber se de 5.0 para aprobar la asignatura 		70
Otros Memorias de practicas y seminarios. La nota correspondiente a este apartado se promediará poderadamente con la nota del examen si y solo si la nota del examen se corresponde con un valor igual o superior a 5.0 unidades en una escala de valoración de 0 a 10 30%
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

ADENDA
Plan de contingencia para una situación de emergencia que impida actividades docentes presenciales
Enlace de acceso a la Adenda de la Guia docente por el COVID-19


Fuentes de información
Acceso a la Lista de lecturas de la asignatura

Básica - Blanch HW, Clark DS, Biochemical engineering, Taylor & Francis Group, 1997
- El-Mansi EMT, Bryce CFA, Demain AL, Allman AR, Fermentation microbiology and biotechnology, Taylor & Francis Group, 2007
Mario Díaz, Ingeniería de Bioprocesos, Paraningo, 2012
- Doran PM, Principios de ingeniería de los bioprocesos, Acribia S.A. , 1998

-        Como libro de texto a seguir durante el transcurso completo de la asignatura: Doran PM. Principios de ingeniería de los bioprocesos. Ed. Acribia S.A. Zaragoza, España. 1998

-        Como libro de texto a seguir asociado a los temas relacionados con el uso de enzimas, sistemas con inmovilización de partículas y columnas de burbujeo, se recomienda: Blanch HW, Clark DS. Biochemical engineering. Taylor & Francis Group, New York. 1997.

Para los temas particulares se recomiendas los siguientes libros:

-         con relación a las ecuaciones de diseño de los fermentadores se recomienda: Elnashaie SSEH, Garhyan P. Conservation equations and modelling of chemical and biochemical processes. Marcel Dekker, Inc. New Cork. 2003.

-        con  relación a la cinética de cultivo celular y los componentes de los biorreactores y parámetros de control se recomienda: El-Mansi EMT, Bryce CFA, Demain AL, Allman AR. Fermentation microbiology and biotechnology. Taylor & Francis Group, New York. 2007.

-         con relación a los componentes de los biorreactores se recomienda: Ullmann’s. Biotechnology and Biochemical engineering. Vol 2. Wiley-VCH Verlag GMBH & Co. KGaA. Weinheim. 2007

-       con relación a la cinética de cultivos, y en particular a los cultivos con células recombinantes: Hochfeld WL. Producing biomolecular substances with fermenters, bioreactores and biomolecular synthesizers. Taylor & Francis Group, New York. 2005

-       con relación al flujo no ideal se recomienda: Levenspiel O. Ingeniería de las reacciones químicas. 3ra ed. Limusa-Wiley, Mexico. 2004.

-        con relación al modelo de kLa y al tema 18 con relación a los conceptos básicos del cambio de escala, se recomienda: Nielsen J, Villadsen J, Lidén G. Bioreaction engineering principles. 2da ed. Kluwer Academia/Plenum Publishers, New Cork. 2003.  
Complementaria - García-Ochoa F, Gómez E., Bioreactor scale-up and oxygen tranfer rate in microbial processes: An overview, , Biotechnology advances vol 27, p. 153-176. 2009-12
- Asenjo JA, Merchuk JC, Bioreactor system design, Marcel Dekker, Inc, 1995
- Ullmann’s, Biotechnology and Biochemical engineering, Wiley-VCH Verlag GMBH & Co., 2007



Recomendaciones


Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
MATEMÁTICAS / 00208002
QUÍMICA / 00208003
TERMODINÁMICA Y CINÉTICA QUÍMICAS / 00208014
BASES DE INGENIERÍA / 00208015