UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental I. INFORMACIÓN GENERAL SYLABUS 1.1 Asignatura : Ingeniería de Bioprocesos Ambientales 1.2 Código : Pre-requisito : / Ciclo Académico : VII Ciclo 1.6 Horas semanales : 4 Horas Teoría : 2 Horas Práctica : 2 Horas 1.7 Créditos : 3 Créditos II. SUMILLA La asignatura corresponde al área de Formación Profesional Especializada. Es teórico-práctico y su finalidad es permitir al estudiante conocer, entender y aplicar los conceptos de la Estequeometría de la Fermentación Enzimática y Microbiana, Cinética y Diseño de Reactores, Modelos de Biorreactores Enzimáticos, Fermentación de Sustratos Sólidos. Procesos Bifásicos de Enzimas y Células, Introducción a la Ingeniería Genética, Productos Transgénicos, así como la Contaminación y Dispersión de Transgénicos. Al final de la asignatura el alumno adquiere conocimientos básicos para que pueda desarrollar sus actividades profesionales en relación a un eficiente desenvolvimiento como punto de partida para el diseño de plantas biotecnológicas, manejar adecuadamente las técnicas y procedimiento de Fermentación Microbiana y Enzimática que le dará capacidad y habilidad para aplicar eficientemente las metodologías de diseño de plantas de Bioprocesos Ambientales pudiendo integrarse a un equipo multidisciplinario acorde a los requerimientos de desarrollo del Medio Ambiente y con Tecnología Limpia, respondiendo a la necesidad de encontrar el modelo del progreso de calidad de vida de las poblaciones contra los factores adversos del deterioro de la calidad ambiental; así como formar parte de los Programas del Gobierno proponiendo medidas preventivas para evitar el deterioro ambiental y contribuir con el desarrollo sostenible. Es importante implementar el Laboratorio de Bioprocesos Ambientales, para realizar los trabajos de Investigación.

2 III. OBJETIVOS III.1 Conocer y entender los conceptos de Estequiometría de la Fermentación Enzimática y Microbiana. III.2 Comprender los mecanismos básicos de la cinética de crecimiento microbiana y enzimática. III.3 Estimar parámetros básicos de reactores, cinética y diseño de reactores para bioprocesos ambientales. III.4 Formular modelos matemáticos para describir la operación de Biorreactores Enzimáticos. III.5 Conocer los diferentes métodos de Biorreactores Enzimáticos y los aspectos relevantes de los equipos de fermentación en su diseño y operación. III.6 Conocer los principios de la Ingeniería Genética. Productos Transgénicos.Contaminación y Dispersión de Transgénicos. DESCRIPCIÓN Asignatura de formación especializada que aborda los principios fundamentales de la cinética del crecimiento microbiano y síntesis enzimática para el diseño y operación de los reactores para Bioprocesos Ambientales. IV. CONTE NIDOS SEMANA1 Estequeometría de la Fermentación Enzimática y Microbiana SEMANA 2 Reacciones bioquímicas. Reactor de tanque agitado continúo. Coeficientes de rendimiento. SEMANA 3 Cinética de enzimas. Cinética de Michaelis-Menten. Cinéticas complejas. SEMANA 4 Modelación de la cinética de crecimiento microbiano. Tipos de modelos. Modelos no estructurados. Modelos estructurados simples. SEMANA 5 Modelos mecanísticos. Estimación de parámetros.

3 SEMANA 6 Diseño de procesos de fermentación. Reactor de tanque agitado. Operaciones batch. Operación de cultivo continúo. SEMANA 7 Recirculación de biomasa. Operaciones fed-batch. Reactor de flujo pistón. Análisis dinámico de reactores de tanque agitado continuos. SEMANA 8 EXAMEN PARCIAL SEMANA 9 Transferencia de masa. Transferencia de masa gas-líquido. Transferencia de masa desde y hacia partículas sólidas. SEMANA 10 Escalamiento de Biorreactores. SEMANA 11 Fermentación de Sustratos Sólidos SEMANA 12 Procesos Bifásicos de Enzimas y Células SEMANA 13 Introducción a la Ingeniería Genética SEMANA 14 Productos Transgénicos SEMANA 15 Contaminación y Dispersión de Transgénicos. SEMANA 16 EXPOSICIÓN DE TRABAJOS Y EXAMEN FINAL Exposición de Trabajos: Cada grupo estará compuesto por 04 y 05 alumnos. Todos los alumnos expondrán y cada alumno se le preguntará cualquier parte del trabajo total que presenten. La entrega del trabajo será en un CD o DVD o diskket y un impreso del trabajo.

4 SEMANA 17 EXAMEN SUSTITUTORIO PRACTICAS DE LABORATORIO Las prácticas se realizarán en los laboratorios existentes. Por convenio algunas prácticas se desarrollarán en otras universidades como la UNI, SAN MARCOS, U.N. del CALLAO en grupos designados por la profesora. El alumno deberá realizar sus experimentos siguiendo las guías de prácticas entregadas una semana antes y con explicaciones previas, consultará dudas tanto teóricas como metodológicas y elaborará un informe completo del trabajo desarrollado. Se elegirá un tema por cada grupo de trabajo y un tema para cada alumno, que luego expondrá para su respectiva evaluación. PRACTICAS DE CAMPO - Visita a la Planta de Biogas de Villa El Salvador y Relleno Sanitario Modelo del callao - Visita a los Laboratorios de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Ingeniería- Facultad de Ingeniería Ambiental. - Visita al Laboratorio de Biotecnología de la Universidad Nacional Agraria La Molina. - Visita a la Planta de elaboración de vinos de Santiago Queirolo en Cañete-Ica. V. METODOLOGIA Se emplearán los Métodos: Inductivo-Deductivo y viceversa apoyado en los medios audiovisuales. Lecturas-Seminario-Taller-Conferencias-Preguntas y Respuestas (Ensayo-Error) Se proporcionará lecturas de artículos técnicos especializados y se aplicará el método expositivo para la sustentación de los trabajos domiciliarios grupales asignados. Participación de los alumnos en los debates de casos prácticos. Se realizará obligatoriamente mínima una visita de campo. VI. EVALUACION La evaluación se hará de acuerdo al Reglamento de Evaluación del alumno:

5 Evaluación Diagnóstica Inicial: Es la prueba de entrada que se toma el primer día de clases con la finalidad de evaluar los conocimientos previos necesarios para el desarrollo del curso; la nota es referencial y permite la nivelación y seguimiento de mejora continua del alumno, durante el ciclo. Evaluación Formativa: Se lleva a cabo durante el proceso educativo, permite conocer y valorar el trabajo de los alumnos y el grado de desarrollo de adquisición de las competencias. Evaluación Final o Sumativa: Se da en dos fases, ambas constituidas por diferentes rubros: actividades aplicativas y productos; responsabilidad, asistencia, compromiso y cumplimiento de normas, prácticas y el examen escrito. Tiene como finalidad conocer y valorar los resultados del proceso enseñanza aprendizaje. Los rubros constan de la siguiente ponderación porcentual: Trabajos Académicos : 40% Examen Parcial : 30% Examen Final : 30% Los trabajos académicos constituyen el promedio simple de Otras notas (20%) + Práctica A (10%) + Práctica B (10%) NF = 0,4 PP +0,3 EP + 0,3 EF En donde: PP = Promedio de Prácticas (avances y trabajo monográfico) EP = Examen Parcial EF = Examen Final NF = Nota Final Otras Notas constituyen las actividades aplicativas y productos (monografías, mapas conceptuales, fichas, informes, guía de práctica, manual del curso, ensayos, exposiciones, pasitos cortos, pruebas orales y escritas entre otras). Asistencia, Responsabilidad, compromiso y cumplimiento de normas. Para aprobar la asignatura es obligatorio además, rendir dos exámenes escritos y más de 70% de asistencia a clases.

6 BIBLIOGRAFÍA 1. ACEVEDO, F., GENTINA, J.C., ILLANES, A. (eds) (2002) Archivos de Ingeniería Bioquímica: Fundamentos de Ingeniería Bioquímica. Ediciones Universitarias de Valparaíso. Universidad Católica de Valparaíso. ISBN AIBA, S., HUMPHREY, A., MILLIS, N. (1973) Biochemical Engineering. Ed. Academic Press. 3. BAILEY, J. E & OLLIS, D. F. Biochemical Engineering Fundamentals. McGraw-Hill Book Company, New York. (1986; B154b2, B154b) 4. GERARD KIELY, Ingeniería Ambiental McGraw-Hill/Interamericana de España, S.A.U. (1999). 5. LINDEN G. Y LORIENT D. (1996) Bioquímica Agroindustrial Editorial Acribia, S.A. Zaragoza España. 6. MACKENZE L. DAVIS.; Ingeniería y Ciencias Ambientales Edit. McGrawHill 7. MARCEL GUTIERREZ, C. et-al (1998) V Curso Latinoamericano de Biotecnología Universidad Católica de Valparaíso. 8. NIELSEN, J. VILLADSEN, J. GUNNAR, L. (2003) "Bioreaction Engineering Principles". Ed. Kluwer Academic/Plenum Publisher. 9. OROZCO BARRENECHEA, C., et-al (2005); Contaminación Ambiental Una Visión desde la Química. Editorial THOMSON.