Bioingeniería PLANIFICACIONES Actualización: 1ºC/2016. Planificaciones Bioingeniería. Docente responsable: MIYAGI STELLA MARIS.

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1 Planificaciones Bioingeniería Docente responsable: MIYAGI STELLA MARIS 1 9

2 OBJETIVOS Que el alumno adquiera conocimientos sobre los procesos biológicos industriales, incluyendo el tratamiento biológico efluentes. Capacitarlo para que pueda cumplir las funciones profesionales incumbencia en su especialidad: diseño, terminación parámetros diseño, control proceso, para lo cual es necesario que tenga los conocimientos básicos diseño, selección, salto escala reactores y procesos esterilización medios a escala industrial. CONTENIDOS MÍNIMOS - PROGRAMA SINTÉTICO Introducción a la Bioingeniería. Esquema general los procesos fermentativos: microorganismos productores, medios fermentación, productos. Tipo procesos: batch, continuo, semicontinuo. Descripción equipos fermentación. Equipos laboratorio, planta piloto e industriales. medición y control. medios cultivo en escala industrial. por calor: batch y continua. gases. Cultivo batch, semicontinuo y continuo. Análisis teórico. Etapa simple y multietapas. Transferencia masa. Provisión y manda oxígeno. Medición KL a. Métodos. Potencia suministrada a fermentadores, con y sin aeración. Salto escala. Concepto, criterios. Tratatamiento biológico efluentes. Generalidas. Legislación. Procesos aeróbicos y anaeróbicos PROGRAMA ANALÍTICO PROGRAMA DE BIOINGENIERÍA INDUSTRIAL UNIDAD 1: 1. Introducción a la Bioingeniería. 2. Esquema general los procesos fermentativos: microorganismos productores, medios fermentación, productos obtenidos. 3. Tipos procesos: batch, semicontinuo, continuo. 4. Equipos fermentación. Equipos Laboratorio, equipos planta piloto, equipos industriales: scripción. agitación. aeración. intercambio térmico. esterilización y sellos vapor. agregados estériles y interconexiones. inoculación y transferencia. medición y control. 5. Flow sheet una planta fermentación manual. UNIDAD 2: 1. medios cultivo en escala industrial. 2. Fermentaciones asépticas, semiasépticas y no asépticas. Concepto. 3. por calor. Efecto la temperatura en la velocidad muerte térmica. Determinación experimental. Ecuación Arrhenius. 4. batch. Métodos. Cálculo perfiles temperatura versus tiempo. Cálculo analítico l tiempo esterilización. Ecuación diseño. Método experimental comprobación un diseño. 5. continua. Método ATBT. Fundamentación. Esquema equipos típicos esterilización continua. Análisis teórico. Curvas Gamma vs. Nr. 6. aire. Métodos. por filtración: filtros probabilidad y filtros absolutos. Determinación experimental eficiencia colección. Diseño filtros fibrosos. UNIDAD 3: 2 9

3 1. Cultivo continuo. Principio l método, su origen y sarrollo. 2. Clasificación los procesos continuos: sistemas continuos abiertos, cerrados. Sistemas semicontinuos. 3. Análisis teórico l cultivo semicontinuo. 4. Análisis teórico l cultivo continuo. Análisis la curva crecimiento microorganismos. Ecuación Monod. 5. Sistemas continuos abiertos: Composición espacial constante. Una etapa simple. Capacidad autorregulación. Productividad. Una etapa con realimentación. Etapas múltiples. Sistemas continuos abiertos: composición espacial variable: reactor tubular. 6. Sistemas continuos cerrados. teórico. Recirculación total células. Células separadas mecánicamente l flujo nutrientes. Células creciendo en interfase. UNIDAD 4: 1. Transferencia masa. Provisión y manda oxígeno. Teoría l doble film. Medición oxígeno disuelto. 2. Solubilidad l oxígeno. Determinación KLa. Métodos. 3. Potencia suministrada a los fermentadores. Potencia entregada con agitación mecánica. Análisis dimensional. Sistemas con agitación y aeración. Número aeración. 4. Salto escala. Concepto. Criterios. Igualación KLa.. Criterio igual potencia por unidad volumen. Criterio igual velocidad tangencial. Comparación criterios. Salto escala en fermentación con aeración y sin agitación mecánica. 5. Controles fermentación. Control temperatura, espuma, oxígeno disuelto, potencia entregada, ph. UNIDAD 5: 1. biológico efluentes. 2. aguas residuales, su necesidad. Reglamentaciones vuelco. Disposición subproductos tratamiento. 3. s previos: preliminar, primario, químicos. 4. biológico: aeróbios y anaeróbios. Distintos tipos y equipos. Parámetros diseño, grado puración. 5. terciario. BIBLIOGRAFÍA AIBA Biochemical Engineering Baylis Biochemical Engineering Fundamentals Wang Fermentation and Enzime Technology Atkins Reacciones bioquímicas Wiseman Principios Biotecnología Web Biochemical Engineering Moser Bioprocess Technology Varios Biochemical and Biotechnology Handbook Publicaciones periódicas RÉGIMEN DE CURSADA Metodología enseñanza Teórico-prácticos obligatorios y clases consultas Modalidad Evaluación Parcial Una evaluación parcial. Un coloquio integrador para los alumnos que cumplan con las exigencias para promover la materia. 3 9

4 CALENDARIO DE CLASES Temas problemas <1> 15/08 al 20/08 Introducción a la Bioingeniería. Esquema general los procesos fermentativos: microorganis mos productores, medios fermentación, productos obtenidos. Tipos procesos: batch, semicontinuo, continuo. Equipos fermentación. Equipos Laboratorio, equipos planta piloto, equipos industriales: scripción <2> 22/08 al 27/08 agitación. aeración. intercambio térmico. esterilización y sellos vapor. agregados estériles y interconexion es. Sistemas inoculación y transferencia. medición y control. Flow sheet una planta fermentación manual. Planta piloto Controles fermentación <3> 29/08 al 03/09 medios cultivo en escala industrial. Fermentacion es asépticas, semiaséptica s y no asépticas. Concepto. por calor. Efecto la temperatura batch 4 9

5 Temas problemas en la velocidad muerte térmica. Determinación experimental. Ecuación Arrhenius. batch. Métodos. Cálculo perfiles temperatura versus tiempo. Cálculo analítico l tiempo esterilización. Ecuación diseño. Método experimental comprobación un diseño. <4> 05/09 al 10/09 <5> 12/09 al 17/09 <6> 19/09 al 24/09 continua. Método ATBT. Fundamentació n. Esquema equipos típicos esterilización continua. Análisis teórico. Curvas Gamma vs. Nr. aire. Métodos. por filtración: filtros probabilidad y filtros absolutos. Determinación experimental eficiencia colección. Diseño filtros fibrosos. Cultivo continuo. Principio l método, su origen y sarrollo. Clasificación los procesos continuos: sistemas continuos abiertos, cerrados. continua aire Cultivo batch Cultivo semibatch 5 9

6 Temas problemas Sistemas semicontinuos. Análisis teórico l cultivo semicontinuo. Análisis teórico l cultivo continuo. Análisis la curva crecimiento microorganis mos. Ecuación Monod. <7> 26/09 al 01/10 Sistemas continuos abiertos: Composición espacial constante. Una etapa simple. Capacidad autorregulación. Productividad. Una etapa con realimentación. Etapas múltiples. Sistemas continuos abiertos: composición espacial variable: reactor tubular. Cultivo continuo <8> 03/10 al 08/10 Sistemas continuos cerrados. teórico. Recirculación total células. Células separadas mecánicame nte l flujo nutrientes. Células creciendo en interfase. Cultivo continuo <9> 10/10 al 15/10 Cultivo continuo contaminación y mutación <10> 17/10 al 22/10 <11> 24/10 al 29/10 Transferencia masa. Provisión y manda oxígeno. 6 9

7 Temas problemas Teoría l doble film. Medición oxígeno disuelto. Solubilidad l oxígeno. Determinación KLa. Métodos. Potencia suministrada a los fermentadore s. Potencia entregada con agitación mecánica. Análisis dimensional. Sistemas con agitación y aeración. Número aeración. <12> 31/10 al 05/11 Salto escala. Concepto. Criterios. Igualación KLa.. Criterio igual potencia por unidad volumen. Criterio igual velocidad tangencial. Comparación criterios. Salto escala en fermentación con aeración y sin agitación mecánica. Transferencia masa, potencia y salto escala <13> 07/11 al 12/11 Controles fermentación. Control temperatura, espuma, oxígeno disuelto, potencia entregada, ph Salto escala <14> 14/11 al 19/11 biológico efluentes. aguas residuales, su necesidad. Reglamentaci ones vuelco. Disposición subproductos tratamiento. 7 9

8 Temas problemas s previos: preliminar, primario, químicos. biológico: aeróbios y anaeróbios. Distintos tipos y equipos. Parámetros diseño, grado puración. terciario. <15> 21/11 al 26/11 <16> 28/11 al 03/12 8 9

9 CALENDARIO DE EVALUACIONES Evaluación Parcial Oportunidad Fecha Hora Aula 1º 10 11/05 18:00 2º 15 15/06 18:00 3º 16 22/06 18:00 4º 9 9