Guía docente de Bioprocesos Industriales (20311A7)

Tener cursado el módulo de Tecnología de los alimentos. Se puede cursar en 3º o 4º curso.

Cinética enzimática. Cinética del cultivo de microorganismos. Biocatalizadores inmovilizados. Biorreactores. Reactores enzimáticos. Fermentadores discontinuos. Fermentadores continuos. Agitación, aireación y esterilización. Operaciones de separación.

El alumno que supere la asignatura debería ser capaz de:

• Desarrollar y determinar parámetros de modelos cinéticos de procesos enzimáticos y microbiológicos
• Plantear e interpretar la investigación experimental de la cinética de un proceso enzimático o microbiológico
• Desarrollar modelos de biorreactores para la optimización de su funcionamiento
• Desarrollar las operaciones de separación necesarias para la concentración o purificación de un producto

TEMARIO TEÓRICO:

• Tema 1. Bioprocesos industriales. Procesos enzimáticos y procesos de fermentación. Aplicaciones industriales.

• Tema 2. Cinética enzimática. Modelización de las reacciones enzimáticas. Determinación de parámetros cinéticos. Variación de la actividad enzimática con el pH y la temperatura.

• Tema 3. Biorreactores. Balances de materia y energía. Reactores tanque agitado. Reactores flujo de pistón. Flujo no ideal.

• Tema 4. Reactores enzimáticos. Influencia de la desnaturalización de la enzima. Reactores con enzimas inmovilizadas.

• Tema 5. Biocatalizadores inmovilizados. Técnicas de inmovilización. Cinética de biocatalizadores inmovilizados.

• Tema 6. Cinética del cultivo de microorganismos. Modelización del crecimiento de microorganismos. Rendimientos. Determinación de parámetros cinéticos.

• Tema 7. Fermentadores discontinuos. Ciclo de fermentación. Optimización de la producción de biomasa o producto. Operación semicontinua.

• Tema 8. Fermentadores continuos. Productividad de biomasa y producto. Limitación por lavado. Recirculación de biomasa. Estabilidad.

• Tema 9. Agitación, aeración, esterilización. Transmisión del calor. Transferencia de oxígeno. Esterilización de medios de cultivo.

• Tema 10. Operaciones de separación. Disrupción celular. Separación de insolubles. Concentración. Purificación.

TEMARIO PRÁCTICO:

Prácticas/Seminarios

• Práctica 1. Estimación de parámetros cinéticos. Regresión lineal y múltiple. Estimación por mínimos cuadrados.
• Práctica 2. Simulación de reactores enzimáticos. Mecanismos de reacción. Modos de operación. Influencia de la temperatura en la actividad enzimática. Utilización de software en Inglés.
• Práctica 3. Simulación de fermentadores. Influencia del inóculo inicial. Producción óptima de biomasa y de producto. Lavado de biomasa. Utilización de software en Inglés.

• Godia y otros (1998). Ingeniería Bioquímica. Ed Síntesis. BPOL/66.02 GOD ing
• Dunn, Irving J.(1992). Biological reaction engineering : principles, applications with PC simulation. Ed VCH. FCI/55 132.
• Atkinson (1986). Reactores bioquímicos. Ed Reverté. FCI/66 ATK rea
• Liu, S. (2017). Bioprocess engineering : kinetics, sustainability, and reactor design (2nd ed.). Elsevier. FCI/66 LIU bio

• Madrid A. y cols. Nuevo Manual de industrias alimentarias. AMV ediciones. 2001
• Voet, D., Voet, J.G., Pratt, C.W.(2007). Fundamentos de bioquímica : la vida a nivel molecular.Ed. Médica panamericana. FCI/577 VOE fun.

• https://berkeley-madonna.myshopify.com. Página oficial del programa Berkeley Madonna donde están disponibles las últimas versiones para su descarga, así como tutoriales y material de apoyo. Información en Inglés.
• https://ebookcentral.proquest.com/lib/ugr/detail.action?pqorigsite=primo&docID=4661587. Acceso electrónico al libro Bioprocess engineering: kinectics, sustainability and reactor design (Liu, 2017).
• https://www.sciencedirect.com/journal/biochemical-engineering-journal. Acceso al Biochemical Engineering Journal, con artículos accesibles para estudiantes UGR a través de conexión VPN

• MD01. LECCIÓN MAGISTRAL/EXPOSITIVA. Expondrá claramente los objetivos principales del tema y desarrollará en detalle de forma sistemática y ordenada los contenidos necesarios para una correcta comprensión de los conocimientos. Son impartidas por profesorado de forma presencial, los cuales disponen de los medios audiovisuales más avanzados, incluida conexión a Internet en las aulas y sistemas de grabación.  
• MD03. RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y ESTUDIO DE CASOS PRÁCTICOS. Se plantearán problemas numéricos relacionados con la materia de las clases teóricas que se desarrollarán de forma individual o grupal. En el estudio de casos prácticos, el estudiante se enfrenta a un problema concreto que describe una situación de la vida real. Se desarrolla en pequeños grupos de trabajo que deberán analizar los hechos para llegar a una decisión razonada. 
• MD11. TUTORÍAS. Ofrecen apoyo y asesoramiento, personalizado o en grupos con un pequeño número de estudiantes, para abordar las tareas encomendadas en las actividades formativas indicadas previamente o específicas del trabajo personal. El profesor jugará un papel activo, orientando hacia un aprendizaje de colaboración y cooperación, a lo largo de todo el curso. 

• 60% Examen escrito de conocimientos teórico-prácticos (SE1). Competencias evaluadas: CG 1, 2, 4, 5, 7 y 8; CB 1-3; CE 1, 2 y 6. Será obligatorio tener una nota mínima de 5 sobre 10.
• 10% Examen de prácticas de ordenador (SE2). Competencias evaluadas: CG 1, 2, 4, 5, 7 y 8; CB 1-3; CT 2; CE 1, 2 y 6. Será obligatorio tener una nota mínima de 5 sobre 10.
• 25% Actividades propuestas individuales y grupales (SE3). Competencias evaluadas: CG 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11 y 14; CB 1-5; CT 2; CE 1, 2, 6 y 15.
• 5% Asistencia y participación activa en clase (SE4). Competencias evaluadas: CG 1, 2, 3, 6 y 10

Se realizará en un solo acto académico e incluirá dos pruebas:

• 80% Examen escrito de conocimientos teórico-prácticos (SE1). Competencias evaluadas: CG 1, 2, 4, 5, 7 y 8; CB 1-3; CE 1, 2 y 6. Será obligatorio tener una nota mínima de 5 sobre 10.
• 20% Examen de prácticas de ordenador (SE2). Competencias evaluadas: CG 1, 2, 4, 5, 7 y 8; CB 1-3; CT 2; CE 1, 2 y 6. Será obligatorio tener una nota mínima de 5 sobre 10.

Se aplicará a aquellos estudiantes que le sea concedida de acuerdo a la “NORMATIVA DE EVALUACIÓN Y DE CALIFICACIÓN DE LOS ESTUDIANTES DE LA UNIVERSIDAD DE GRANADA".