DADES IDENTIFICATIVES 2013_14
Assignatura (*) ENGINYERIA DE BIOPROCESSOS Codi 20214210
Ensenyament
Grau d'Enginyeria Agroalimentària (2010)
Cicle 1r
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
6 Optativa Segon
Llengua d'impartició
Anglès
Departament Enginyeria Química
Coordinador/a
KATAKIS ., IOANIS
Adreça electrònica ioanis.katakis@urv.cat
Professors/es
KATAKIS ., IOANIS
Web
Descripció general Aquesta assignatura aprofundeix en la interfície entre Enginyeria Química, Bioquímica, Microbiologia i Enginyeria Genètica. Usa anàlisi quantitativa i descripció matemàtica de la cinètica de biocatalitzadors (cèl·lules i enzims) juntament amb els fenòmens de transport i termodinàmica perquè l'alumne sigui capaç de dissenyar i analitzar processos biològics enfocant en les operacions unitàries de reacció i separació/purificació

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
 A1.1 Aplicar efectivament el coneixement de les matèries bàsiques, científiques i tecnològiques pròpies de l'enginyeria
Tipus B Codi Competències Transversals
Tipus C Codi Competències Nuclears
 C1.4 Expressar-se correctament de manera oral i escrita en una de les dues llengües oficials de la URV.

Resultats d'aprenentage
Tipus A Codi Resultats d'aprenentatge
 A1.1 Calcula (utilitzant eines quantitatives com equacions diferencials i programes de resolució de les mateixes) paràmetres cinètics de sistemes de biocatalitzadors immobilitzats o no, si hi ha observacions experimentals adequades o prediu el comportament de biocatalitzadors immobilitzats si aquests paràmetres cinètics existeixen.
Fa servir eines matemàtiques per al disseny i predicció d'operació de bioreactors amb biocatalitzadors immobilitzats o no i per al disseny i selecció de seqüències de separació i purificació en bioprocessos.
Aplica correctament els balanços de matèria i energia, biotecnologia, transferència de matèria, operacions de separació, enginyeria de la reacció química, disseny de reactors, i valorització i transformació de matèries primeres i recursos energètics.
Tipus B Codi Resultats d'aprenentatge
Tipus C Codi Resultats d'aprenentatge
 C1.4 Produeix un text escrit gramaticalment correcte
Produeix un text escrit ben estructurat, clar i ric
Produeix un text escrit adequat a la situació comunicativa

Continguts
Tema Subtema
1. Bioprocessos: Biotecnologia blanca, vermella, verda i blava. Sostenibilitat, química verda i biocatàlisi. L'economia del bioprocess, bioètica i legislació.

2. Flowsheeting: del bioprocess típic. Operacions de separació i de reacció.
3. Biorreactors i implicacions de la cinètica de biocatalitzadors en el disseny dels mateixos. 3.1. Categories de biorreactors. Batch vs. Continu. Balanços de matèria i energia.
3.2. Immobilització de biocatalitzadors. Anàlisi matemàtica. Resolució del problema bàsic de transport de matèria acoblat amb reacció.
3.3. Biorreactors enzimàtics: cinètica i consideracions de disseny i anàlisi d'operació. Biorreactors amb enzims immobilitzats.
3.4. Biorreactors cel·lulars: cinètica, reactors microbians i de cèl·lules animals.
4. Processos de separació i purificació d'especial interès en biotecnologia.
4.1 Centrifugació
4.2 Processos de membranes
4.3 Cromatografies
5. Desenvolupament de mitjans
6. Consideracions d'escalat de bioprocessos
7. Enginyeria genètica i aplicacions en bioprocessos.
8. Aplicacions de bioprocessos: tractaments d'aigües residuals, producció de fàrmacs, fermentacions.

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe
Hores fora de classe
(**) Hores totals
Activitats Introductòries
A1.1
C1.4
1 1 2
Supòsits pràctics/ estudi de casos
A1.1
C1.4
20 40 60
Resolució de problemes, exercicis
A1.1
15 22.5 37.5
Sessió Magistral
A1.1
15 6.5 21.5
Atenció personalitzada
A1.1
C1.4
1 1 2
 
Proves objectives de preguntes curtes
A1.1
C1.4
2 3 5
Proves de desenvolupament
A1.1
C1.4
1 9 10
Proves pràctiques
A1.1
C1.4
5 5 10
Proves orals
A1.1
C1.4
0.5 1.5 2
 
(*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor.
(**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat

Metodologies
Metodologies
  Descripció
Activitats Introductòries Informació sobre l'assignatura, els mètodes d'avaluació i el mètode docent
Supòsits pràctics/ estudi de casos Cada tema de l'assignatura s'introdueix com un problema o descripció d'una situació (cas). Els alumnes coneixen el cas amb antelació i en classe proposen solucions. Es decideixen els components més adequats de la solució i es generalitza la mateixa
Resolució de problemes, exercicis Es lliuren problemes relacionats amb cada tema i es demana als alumnes lliurar solucions. Alguns d'aquests problemes es tracten en classe
Sessió Magistral En les sessions magistrals s'imparteix informació addicional per a cada tema i s'assegura que s'entén la generalització de les conclusions de l'estudi dels casos
Atenció personalitzada Resolució de dubtes i seguiment del projecte amb l'ajuda del professor

Atenció personalitzada
Descripció
Es resolen dubtes sobre problemes, casos, el projecte i l'avaluació. En el despatx dels professors en horari que s'anunciarà el primer dia de classe.

Avaluació
Metodologies Competències Descripció Pes        
Supòsits pràctics/ estudi de casos
A1.1
C1.4
La descripció de cada cas es lliura amb antelació i el cas es desenvolupa en classe amb la contribució dels alumnes. La contribució dels alumnes en el desenvolupament dels casos s'avalua usant un document que lliuren tots a l'inici de la classe. 10
Resolució de problemes, exercicis
A1.1
Es lliuraran cinc grups de problemes i es demanarà la seva resolució (fora de classe). Alguns dels problemes de cada grup (aleatòriament) es corregiran i la nota obtinguda serà el resultat d'aquesta prova d'avaluació 5
Proves objectives de preguntes curtes
A1.1
C1.4
L'examen de l'avaluació continuada tindrà durada de dues hores i consistirà en preguntes sobre tota la matèria. Una nota de 4/10 és necessari per aprovar l'assignatura. 50
Proves de desenvolupament
A1.1
C1.4
Els alumnes desenvoluparan en equip un projecte de disseny d'un procés biotecnològic. L'informe del projecte s'avaluarà amb la mateixa nota per a tot l'equip. El criteri d'avaluació serà l'exactitud de la solució i la innovació en el desenvolupament de la mateixa. 20
Proves pràctiques
A1.1
C1.4
Cinc sessions de problemes consistiran en Handouts desenvolupats en classe. 10
Proves orals
A1.1
C1.4
La presentació i la defensa del projecte resultarà a una nota individual per a cada membre de l'equip. Els criteris d'avaluació seran el format de la presentació, el contingut i la capacitat de respondre a les preguntes dels professors 5
Altres  
 
Altres comentaris i segona convocatòria

En les proves d'avaluació dels informes dels casos, els problemes i els Handouts es tindrà en compte solament el 80% dels "lliurables" amb millor nota. Això té l'objectiu d'ajudar a l'alumne aprendre a través de l'avaluació però també serveix per donar una segona oportunitat en casos de malaltia o altres circumstàncies que impossibiliten la presència de l'alumne.
L'examen de la segona convocatòria solament reemplaça la nota de l'examen de l'avaluació continuada (ni la nota del projecte ni les notes de problemes, handouts i informes de casos).


Fonts d'informació

Bàsica M.L. Shuler, F. Kargi, Bioprocess Engineering: Basic Concepts , 2a, 2001
I.J. Duna, E. Heinzle, J. Ingham, J.E. Prenosil, Biological Reaction Engineering: Dynamic Modelling Fundamentals with Siumulation Examples , 2a, 2000

Programa resolució ecuacions diferencials Madonna: http://www.berkeleymadonna.com/

Complementària

Recomanacions


Assignatures que es recomana haver cursat prèviament
MATEMÀTIQUES I/20214005
MATEMÀTIQUES II/20214006
(*)La Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent