UNIVERSIDAD DE ALMERIA GUÍA DOCENTE CURSO: DISTRIBUCIÓN HORARIA DE LA ASIGNATURA SEGÚN NORMATIVA

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1 Pag. 1 de 9 UNIVERSIDAD DE ALMERIA GUÍA DOCENTE CURSO: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Asignatura: Bioseparaciones Código de asignatura: Año académico: Curso de la Titulación: 1 Duración: Primer Cuatrimestre Plan: Máster en Biotecnologia Industrial y Agroalimentaria Ciclo formativo: Máster Universitario Oficial Tipo: Obligatoria DISTRIBUCIÓN HORARIA DE LA ASIGNATURA SEGÚN NORMATIVA Créditos: 6 Horas Presenciales del estudiante: 45 Horas No Presenciales del estudiante: 105 Total Horas: 150 UTILIZACIÓN DE LA PLATAFORMA VIRTUAL: Apoyo a la docencia DATOS DEL PROFESORADO Nombre Ibáñez González, María José Departamento Ingeniería Química Edificio Edificio Científico Técnico II - A BAJA Despacho 24 Teléfono (institucional) mjibanez@ual.es Recursos Web personales Web de Ibáñez González, María José Nombre Robles Medina, Alfonso Departamento Ingeniería Química Edificio Edificio Científico Técnico II - A 1 Despacho 34 Teléfono (institucional) arobles@ual.es Recursos Web personales Web de Robles Medina, Alfonso

2 ORGANIZACIÓN DE LAS ACTIVIDADES Actividades previstas para el aprendizaje y distribución horaria del trabajo del estudiante por actividad (estimación en horas) Gran Grupo 0,0 Grupo Docente 25,0 I. ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE (Presenciales / Online) Grupo de Trabajo/Grupo Reducido 20,0 Tutorías colectivas 0,0 Tutorías individuales 0,0 Total Horas Presenciales/On line... 45,0 II. ACTIVIDADES NO PRESENCIALES DEL ESTUDIANTE (Trabajo Autónomo) ( Trabajo en grupo, Trabajo individual ) 105 TOTAL HORAS DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE Total Horas No Presenciales ,0

3 ELEMENTOS DE INTERÉS PARA EL APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Justificación de los contenidos Contenidos: Introducción. Rotura celular. Operaciones para la retirada de insolubles: coagulación y floculación, filtración, centrifugación y filtración centrífuga. Operaciones de concentración del producto: separación por membranas (microfiltración, ultrafiltración, ósmosis inversa y diálisis), extracción con disolventes, adsorción y precipitación. Operaciones de purificación: cromatografía. Operaciones de acabado: cristalización, secado y liofilización. Estos contenidos tienen como objetivo que el estudiante aprenda la secuencia de operaciones que es necesario realizar para obtener un determinado producto, con una pureza elevada, a partir de un cultivo celular obtenido en un biorreactor. Materia con la que se relaciona en el Plan de Estudios Bioseparaciones Conocimientos necesarios para abordar la Asignatura Sería muy útil, aunque no es imprescindible, que los estudiantes conocieran materias de los planes de estudio de ingeniero químico, como Fundamentos de la ingeniería química, Operaciones básicas (Operaciones de transporte de cantidad de movimiento y Operaciones de transferencia de materia en el plan de estudios actual de ingeniero químico) y Termodínámica y cinética aplicada a la ingeniería química (Termodinámica química aplicada en el plan de estudios actual de ingeniero químico). Requisitos previos recogidos en la memoria de la Titulación Ninguno COMPETENCIAS Competencias Generales Competencias Genéricas de la Universidad de Almería Conocimiento de una segunda lengua Capacidad de crítica y autocrítica Trabajo en equipo Capacidad para resolver problemas Comunicación oral y escrita en la propia lengua Otras Competencias Genéricas Aplicación de conocimientos Comprender y poseer conocimientos Capacidad de emitir juicios Competencias Específicas desarrolladas CG5. Capacidad para buscar, analizar, interpretar, sintetizar, evaluar y gestionar la información, especializada o no, tanto de forma dirigida como autodirigida y autónoma. CG7. Comprensión del valor y de los límites del método científico en I+D+i. Demostrar destreza en el laboratorio. Analizar, modelizar y calcular sistemas biológicos utilizando balances de materia y energía y mecanismos moleculares, tanto en régimen estacionario como no estacionario, e identificar sus aplicaciones. Evaluar y aplicar sistemas de separación para aplicaciones específicas. Integrar diferentes operaciones y/o bioprocesos, alcanzando mejoras globales. Analizar los bioprocesos reales (o parte de éstos) y resolver problemas ligados a situaciones prácticas y a cuellos de botella en el proceso. Comparar y seleccionar con objetividad las diferentes alternativas técnicas de un bioproceso o parte de éste. Diseñar, ejecutar y dirigir Bioprocesos en el ámbito profesional e investigador. Control y seguimiento del mantenimiento predictivo y correctivo de bioprocesos o parte de éstos. OBJETIVOS/RESULTADOS DEL APRENDIZAJE El desarrollo de las anteriores competencias requiere que los alumnos sean capaces de: a) Aplicar los balances de materia, energía y las relaciones de equilibrio al diseño de los equipos donde se realizan las bioseparaciones, b) Conocer y aplicar los criterios más importantes para el escalamiento de las operaciones de separación de materiales biológicos, c) Aprender a elegir la operación de separación más idónea para aplicaciones específicas, d) Integrar las diferentes operaciones de separación para lograr la purificación de un determinado producto, e) Analizar procesos de separación reales y resolver problemas ligados a situaciones prácticas, f) Aprender a comparar y seleccionar entre las diferentes alternativas técnicas de un proceso de separación, g) Aprender a diseñar procesos de separación en el

4 ámbito profesional e investigador, h) Aprender a predecir y corregir los resultados a obtener en cada una de las etapas de un proceso de separación.

5 BLOQUES TEMÁTICOS Y MODALIDADES ORGANIZATIVAS INTRODUCCIÓN Tema 1.- Bioseparaciones. Introducción. Características de las bioseparaciones. Estrategia para el aislamiento. Procedimiento general de purificación: liberación de productos, retirada de insolubles, concentración y separación, purificación y acabado. Ejemplos de separaciones industriales: anticuerpos monoclonales, insulina humana, penicilina, proteasas, L-lisina, ácido cítrico, vacuna de la rabia. ROTURA CELULAR Tema 2.- Rotura celular. Liberación de productos celulares mediante distintos métodos de rotura celular: métodos químicos (disolventes, álcalis, enzimas, etc.) y métodos mecánicos (molino de bolas y homogeneizador). OPERACIONES PARA LA RETIRADA DE INSOLUBLES Tema 3.- Separación de insolubles. Filtración: teoría general de la filtración, equipos de filtración, filtro continuo rotatorio, pretratamientos, pruebas de laboratorio. Microfiltración. Centrifugación: sedimentación de sólidos, centrífugas: tubular, centrífuga de cámara y de discos, decantador de tornillo sinfín; escalamiento de la centrifugación. Filtración centrífuga. OPERACIONES DE CONCENTRACIÓN DEL PRODUCTO Tema 4.- Ultrafiltración y electroforesis. Introducción. Características de las membranas: permeabilidad, selectividad (peso molecular de corte), resistencia; materiales. Módulos. Presión osmótica. Ecuaciones de transporte. Polarización por concentración, modelo de película y fricción. Modos de operación: operaciones discontinuas, diafiltración. Diálisis. Electroforesis. Grupo Docente Clases magistrales/participativas 2,0 Tema 5.- Extracción con disolventes. Equilibrio líquido-líquido. Selección de disolventes. Extracción mediante contacto sencillo, contacto en contracorriente, extracción diferencial extracción fraccionada (fases totalmente inmiscibles). Extracción de ácidos grasos. Extracción con dos fases acuosas. Extracción con fluidos supercríticos. Extracción con membranas líquidas. Grupo Docente Clases magistrales/participativas 2,0 Tema 6.- Precipitación de solutos biológicos. Precipitación con no-disolventes, con sales y por acción de la

6 temperatura. Escalado. Tema 7.- Adsorción e intercambio iónico. Equilibrio. Adsorbentes. Adsorción en una etapa. Adsorción en lechos fijos: ecuaciones básicas, modelo de adsorción lineal, análisis aproximado, modelo de dos parámetros. Adsorción en lecho expandido. Grupo Docente Clases magistrales/participativas 2,0 OPERACIONES DE PURIFICACIÓN Tema 8.- Cromatografía. Introducción. Parámetros cromatográficos. Modos cromatográficos: cromatografía de intercambio iónico, de afinidad, de fase inversa y de interacciones hidrofóbicas, cromatografía de exclusión por tamaño. Rendimiento y pureza. Migración diferencial y ensanchamiento de banda. Modelo de etapas de equilibrio. Modelo cinético. Escalamiento. Separación de ácidos grasos poliinsaturados por cromatografía. Grupo Docente Clases magistrales/participativas 2,0 OPERACIONES DE ACABADO Tema 9.- Cristalización. Equilibrio. Nucleación. Crecimiento de los cristales. Distribución de tamaños (densidad de población). Cristalización continua. Cristalización discontinua: curva de enfriamiento, escalamiento. Recristalización. Tema 10.- Secado. Introducción. Humedad de equilibrio. Cinética del secado: secado adiabático y secado por conducción. Secaderos adiabáticos: rotatorio, atomización y lecho fluidizado. Secadero por conducción: bandejas. Tema 11.- Liofilización y formulación del producto. Descripción del proceso de liofilización: congelación, sublimación y secado secundario. Equipos. Características de la formulación. Excipientes: espesadores, agentes de superficie, conservantes, colorantes y saborizantes. Formas de dosificación. Encapsulación. EXPERIENCIAS DE LABORATORIO

7 Experiencia de laboratorio 1.- Purificación de EPA a partir de la biomasa microalgal. Ruptura celular mediante saponificiación directa. Extracción líquido-líquido de los carotenoides. Extracción líquido-líquido de ácidos grasos. Cristalización de los acidos grasos saturados y monosaturados por el método los compuestos de inclusión de urea. Cromatografia liquida de alta presión (HPLC) para la purifiación del EPA (acido eicosapentaenoico). Analisis cuantitativo de los ácidos grasos por tranesterificación directa. Grupo de Trabajo/Grupo Reducido Tareas de laboratorio 10,0 Los alumnos elaborarán un cuaderno de laboratorio y un borrador de publicación con los datos obtenidos. Experiencia de laboratorio 2.- Purificación de lisozima a partir de la clara del huevo. Adsorcion de la lisozima a partir de clara de huevo diluida en tampón mediante cromatografia en lecho expadido con la resina Streamline SP. Elucion de la protéína de interés mediante cromatografía en lecho sedimentado. Método BCA para cuantificar las proteínas. Determinación de la actividad de la lisozima. Grupo de Trabajo/Grupo Reducido Tareas de laboratorio 10,0 Los alumnos elaborarán un cuaderno de laboratorio y un borrador de publicación de los datos obtenidos

8 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE LAS COMPETENCIAS Criterios de Evaluación La nota de la materia se calculará en base a un examen escrito, a los trabajos prácticos y seminarios y a la participación e implicación de los alumnos por la asignatura. Porcentaje en la calificación final: Examen escrito u/y oral (aprobado 5,0): 50% de la calificación Borrador de publicación y/o cuaderno de laboratorio: 40% de la calificación Participación en debates, clases, tutorías y mostrar destreza en el laboratorio: 10% de la calificación Porcentajes de Evaluación de las Actividades a realizar por los alumnos Actividad (Nº horas) Porcentaje Gran Grupo ( 0 ) 0 % I. ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE (Presenciales / Online) Grupo Docente ( 25 ) 50 % Grupo de Trabajo/Grupo Reducido ( 20 ) 50 % II. ACTIVIDADES NO PRESENCIALES DEL ESTUDIANTE (Trabajo autónomo) ( Trabajo en grupo, Trabajo individual ) (105) 0 % Instrumentos de Evaluación Valoración final de informes, trabajos, proyectos, etc. Pruebas finales (escritas u orales). Otros: En caso de estudiantes con necesidades especiales (disminución de la capacidad auditiva, trastornos de atención, etc...) se prevé la posibilidad de realizar adaptaciones metodológicas e instrumentales. Algunas de estas propuestas se recogen en : Mazzuca Sobczuk, T., Sánchez López, P, Gil Montoya, M.D., Gil Montoya, C., Ibáñez González,M.J., Rebolloso Fuentes, M.M,Ramírez Alvarez, M y Novas Castellano., N. (2010) Aprendizaje cooperativo: las llaves para la inclusión de estudiantes con discapacidad auditiva en la universidad. JAC-10, Jornada sobre Aprendizaje Cooperativo. Disponible en el 10/06/2011 Mazzuca Sobczuk, T., Sánchez López, P, Gil Montoya, M.D., Gil Montoya, C., Ibáñez González,M.J., Rebolloso Fuentes, M.M,Ramírez Alvarez, M y Novas Castellano., N. (2010). Cómo diseñar Metodologías Activas Inclusivas en la Universidad.IX Jornadas de redes de Investigación en Docencia Universitaria. Disponible en: el Mecanismos de seguimiento Asistencia a tutorías Asistencia y participación en seminarios Entrega de actividades en clase Entrega de actividades en aula virtual Otros: Asistencia en el laboratorio

9 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía recomendada Bioprocess Engineering Principles. Academic Press Limited. (Doran, P. M) - Bibliografía complementaria Bioseparations. Downstream Processing for Biotechnology (Belter, P. A., Cussler, E. L. and Wei-Shou Hu. ) - Bibliografía básica Bioseparations Engineering. Principles, Practice and Economics (Ladisch, M. R. ) - Bibliografía complementaria Separation Processes in Biotechnology (Asenjo, J. A. ) - Bibliografía básica Bibliografía existente en el Sistema de Información de la Biblioteca de la UAL Puede ver la bibliografía existente en la actualidad en el Sistema de Gestión de Biblioteca consultando en la siguiente dirección: DIRECCIONES WEB