IDENTIFYING DATA 2013_14
Subject (*) ENGINYERIA DE BIOPROCESSOS Code 20204210
Study programme
Grau d'Enginyeria Química (2010)
Cycle 1r
Descriptors Credits Type Year Period Exam timetables and dates
6 Optativa Segon
Modality and teaching language
Department Enginyeria Química
Coordinator
KATAKIS ., IOANIS
E-mail ioanis.katakis@urv.cat
Lecturers
KATAKIS ., IOANIS
Web
General description and relevant information 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
Type A Code Competences Specific
 A1.1 Aplicar efectivament el coneixement de les matèries bàsiques, científiques i tecnològiques pròpies de l'enginyeria
 A5.1 Coneixements sobre 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 (QI1)
Type B Code Competences Transversal
Type C Code Competences Nuclear
 C1.4 Expressar-se correctament de manera oral i escrita en una de les dues llengües oficials de la URV.

Resultats d'aprenentage
Type A Code Learning outcomes
 A1.1 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.
 A5.1 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.
Type B Code Learning outcomes
Type C Code Learning outcomes
 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
Topic Sub-topic
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
Methodologies  ::  Tests
  Competences (*) Class hours
Hours outside the classroom
(**) Total hours
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
2 3 5
Proves de desenvolupament
A1.1
C1.4
1 9 10
Proves pràctiques
A1.1
5 5 10
Proves orals
A1.1
C1.4
0.5 1.5 2
 
(*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher.
(**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Metodologies
Methodologies
  Description
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
Description
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
Methodologies Competences Description Weight        
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
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
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
Others  
 
Other comments and second exam session

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


Subjects that it is recommended to have taken before
MATEMÀTIQUES II/20204006
MATEMÀTIQUES III/20204007
CINÈTICA QUÍMICA I DISSENY DE REACTORS/20204124
MATEMÀTIQUES I/20204005
DISSENY D'OPERACIONS DE SEPARACIÓ/20204122
BIOTECNOLOGIA/20204123
BIOQUÍMICA APLICADA/20204211
(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.