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Grado en Biotecnología

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Biorreactores

Código asignatura
GBIOTE01-4-001
Curso
Cuarto
Temporalidad
Primer Semestre
Carácter
Obligatoria
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Tutorías Grupales (4 Horas)
  • Clases Expositivas (42 Horas)
  • Prácticas de Aula/Semina (14 Horas)
Guía docente

Esta asignatura está englobada en el bloque teórico del módulo Fundamental, del primer semestre de cuarto curso del grado en Biotecnología. Se requieren conocimientos del bloque básico y muy en particular de matemáticas, física, biología, y aspectos ingenieriles para el análisis y diseño de procesos y la obtención de productos de base biológica.

Se trata primeramente el establecimiento de los parámetros cinéticos  y estequiométricos relevantes  para el diseño de biorreactores, procesos biocatalíticos enzimáticos y no biocatalíticos.  Se analiza la cinética de crecimiento y de substrato/productos en cultivos de bacterias, y de organismos superiores. Se trata asimismo la cinética para la muerte celular y aspectos de inhibición. A continuación se tratan las características físicas y microbianas de los biorreactores, en fase líquida y sólida. Se trata finalmente el diseño de biorreactores en la operación discontínua y contínua, así como aspectos complementarios

Las competencias adquiridas tienen también aplicación en otros campos ingenieriles y ambientales relacionados.

Conocimientos sólidos de las materias incluidas en el Módulo Básico, y en particular de Matemáticas, Física, Biología y Química.

-Comprender cuáles son los principales parámetros cinéticos y estequiométricos relevantes para el diseño  y operación de los biorreactores.

- Identificar las características de interés para biorreactores no biocatalíticos, y biocatalíticos 

    autocatalíticos y no autocatalíticos.

- Conocer las características de los biorreactores en fase sólida, los problemas de operación  ventajas y aplicaciones.

-Conocer las características de biorreactores en fase líquida, tipos, y operación

-Conocer las operaciones que intervienen en los ciclos de producción mediante biorreactores, con especial atención las relacionadas con la esterilidad, seguridad y control.

- Conocer las características de la operación y cultivo de células y tejidos superiores, incluyendo la interacción entre organismos.

-Identificar las características y avanzar en la selección de biorreactores para una cierta aplicación.

-Saber cómo estimar la eficiencia, producción y dimensionado de biorreactores discontínuos y contínuos.

Los contenidos recogidos en la Memoria del Grado en Biotecnología para la presente materia, Biorreactores, se desarrollarán mediante el siguiente programa (o temario):"

- Importancia del entorno del biorreactor, Cálculos necesarios

- Procesos biológicos. Balances, forma de flujo. Parámetros cinéticos y estequiométricos

- Cinética enzimática, según las fases, en sistemas heterogéneos y en interfases

- Cinética de crecimiento, de substratos y productos en cultivos de bacterias y levaduras

- Cultivos celulares más complejos, cultivo de tejidos, de algas, y poblaciones mezcladas

- Cinética de muerte microbiana. Inhibición de microorganismos.

- Biorreactores para seres vivos. Fase sólida. Características, microorganismos y limitaciones.

- Biorreactores para seres vivos en fase líquida. Equipos, forma de operación e inoculación. Instrumentación y control.

- Biorreactores en funcionamiento discontinuo. Operación y optimización. Sistemas semicontinuos.

- Biorreactores en operación continua. Dimensionado. Acoplamiento de sistemas.

Volumen de trabajo del alumno para la asignatura 6 ECTS / 150 horas

Actividades Presenciales (60 h / 2.4 ECTS)

  Asistencia a clases de teoría y problemas o de ejercicios (39 horas /1,6 ECTS)

  Seminarios (14 h /0,56 ECTS)

  Tutorías (4h / 0,16 ECTS)

  Exámenes (3h / 0,18 ECTS)

Actividades No Presenciales (90 h /3,6 ECTS)

  Estudio, preparación de clases, de cuestionarios y de exámenes (75 h / 2,8 ECTS)

  Preparación de seminarios y resolución de problemas propuestos (15 h /0,8 ECTS)

Descripción de las actividades formativas

Las actividades formativas presenciales tendrán lugar generalmente en el aula, y el pleno aprovechamiento de las materias requiere la asistencia a las actividades presenciales que no sea inferior al 90%.De forma excepcional si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial, en cuyo caso se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

El proceso de enseñanza-aprendizaje es una tarea compartida en la que el profesor y los alumnos deben implicarse de una manera conjunta y responsable: el profesor debe estimular, facilitar y orientar el aprendizaje y el alumno, como parte activa de este proceso, también debe establecer compromisos que conlleven además de asistir a las clases, participar en las discusiones, plantear dudas, expresar opiniones, solicitar orientación o sugerir nuevos enfoques y vías para mejorar la calidad de la docencia.

Clases de teoría y de problemas. Exposición organizada de los contenidos de la materia por parte del profesor remarcando los aspectos más relevantes de cada tema que el alumno ha de trabajar y ampliar en su estudio. En las clases se utilizará la pizarra, y otros métodos basados en las técnicas de la información y la comunicación en consonancia con las actuales exigencias de los modelos educativos. Se fomentará la participación de los estudiantes animando el debate de cuestiones relacionadas con la materia,

Seminarios y Prácticas de Aula.  El profesor planteará problemas y cuestiones prácticas relacionadas con cada tema, que una vez trabajados de manera individualizada por los estudiantes, se resolverán y discutirán en clase.

Tutorías Grupales. Se llevará a cabo la exposición por parte del alumno de temas relacionados con los contenidos de la materia, con una ampliación de los mismos Esta actividad permite a los estudiantes discutir aspectos y cuestiones concretas relacionadas con la materia, así como expresar opiniones y sugerencias.

Actividades no presenciales

La preparación de los diversos apartados de la disciplina, su comprensión y asimilación, así como la resolución de cuestiones teórico-prácticas planteadas por el profesor, son actividades esencialmente de trabajo individual. La preparación de trabajos sobre temas específicos que amplíen los tratados en la materia, resolución de algunos problemas, con el uso de documentación habitualmente por tecnologías de la comunicación, son actividades que pueden requerir además una participación importante de trabajo en grupo.

Se considera interesante la adquisición de competencias relacionadas con el análisis y síntesis, sentido crítico, comunicación oral y escrita, y aplicación de conocimientos a distintas situaciones.

TRABAJO

PRESENCIAL

TRABAJO NO PRESENCIAL

   

Temas

Horas totales

Clase expositiva

Prácticas de aula /seminarios / talleres

Tutorías grupales

Sesiones de evaluación

Total

Trabajo grupo

Trabajo autónomo

Total

Procesos biológicos. Parám. cinéticos y estequiométric.

7

2

2

3

5

Cinética enzimática, según las fases,heterogénea y en interfases

18

4

2

1

7

2

9

11

Cinética de crecimiento, substratos y productos en bacterias y levaduras

20

5

2

1

8

2

9

12

Cultivos celulares más complejos, de tejidos, y poblaciones mezcladas

19

5

2

7

2

9

12

Cinética de muerte microbiana. Inhibición

18

5

2

1

8

2

9

10

Biorreactores para seres vivos. Fase liquida.

17

5

2

7

2

9

10

Biorreactores para seres vivos en fase líquida

16

5

1

6

2

9

10

Biorreactores en operación discontínua

17

4

2

1

7

2

9

10

Biorreactores en operación contínua

15

4

1

5

1

9

10

Total

150

39

14

4

3

60

15

75

90

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

39

26,0

60 (40%)

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

14

9,3

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

Prácticas clínicas hospitalarias

Tutorías grupales

4

2,7

Prácticas Externas

Sesiones de evaluación

3

2,0

No presencial

Trabajo en Grupo

15

10,0

90(60%)

Trabajo Individual

75

50,0

Total

150

La valoración del aprendizaje de los estudiantes se realizará mediante un sistema combinado, con una evaluación final, y una evaluación continua del grado de consecución de los objetivos pedagógicos en las clases de teoría y problemas, tutorías y seminarios.

En la prueba de la evaluación  de examen escrito (EE) se valorarán los conocimientos y competencia adquiridos y la capacidad de análisis de problemas. De forma excepcional si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial, en cuyo caso se informará al estudiantado de los cambios efectuados. Con el seguimiento de la participación activa en las clases expositivas, y la resolución de cuestiones y problemas que se realicen en los seminarios y prácticas de aula (CE&PA), se valorará la capacidad para tratar problemas y proponer soluciones. En las tutorías grupales (TG) se valorará la capacidad de los alumnos para preparar un tema, analizar la información de las fuentes bibliográficas y la exposición pública del análisis realizado.

La calificación final del estudiante en la convocatoria ordinaria se obtendrá con un 80% de la calificación obtenida en la evaluación final, o examen escrito (EE),  un 10 % de la preparación y presentación de un tema planteado en las tutorías grupales (TG) y un 10% de la evaluación por la participación en clase, resolución de problemas, y seminarios (CE&PA).

Es obligatoria la asistencia a las Tutorías Grupales y será evaluable la participación y el trabajo personal del alumno en las Prácticas de Aula, si bien, en casos debidamente justificados será válida una asistencia superior al 80. Para aprobar la asignatura en la convocatoria de diciembre-enero, la calificación obtenida en las Prácticas de Aula y en las Tutorías Grupales no podrá ser inferior al 50% de su valor máximo. Asimismo, la calificación de la evaluación final no podrá ser inferior al 40% de su valor máximo. Si se cumplen estas condiciones, la calificación final se calculará teniendo en cuenta los porcentajes de ponderación señalados en el apartado anterior.

Si el alumno se presenta a las convocatorias extraordinarias la calificación final se calculará con la nota obtenida en las Prácticas de Aula y Tutorías Grupales del curso académico en el que las hubiese cursado y la nota obtenida en la evaluación final correspondiente a la convocatoria extraordinaria, se obtiene teniendo en cuenta los porcentajes de ponderación señalados para cada uno de ellos anteriormente. En caso de no disponer nota en las Prácticas de Aula y Tutorías Grupales, se asignará un cero en ese apartado en las convocatorias.

En los casos de evaluación diferenciada, no será obligatoria la asistencia a PA y TGs. La calificación correspondiente a la evaluación continua se obtendrá de las tareas y trabajos propuestos. El examen escrito será el mismo que para el resto del alumnado. En la calificación final, los porcentajes de ponderación y mínimos serán los indicados anteriormente.

 Se fomentará que los estudiantes elaboren, unos apuntes propios de los temas expuestos, a partir de las notas que tomen en clase durante las explicaciones realizadas por el profesor, las fotocopias de las transparencias o diapositivas facilitadas por éste, y la consulta de la bibliografía especializada disponible a través de la red de bibliotecas de la Universidad de Oviedo (BUO), localizada especialmente en la Facultad de Química.

A continuación se indica la bibliografía recomendada:

Bibliografía de referencia

  • Ingeniería de Bioprocesos. M. Díaz. Ed. Paraninfo, Madrid, 2012

 

 Bibliografía complementaria

 

-       Biochemical Engineering. H.W. Blanch, D.S. Clark. Marcel Dekker, NJ, 1999

-       Bioprocess Engineering Principles. P.M. Doran, Academic Press, London, 1995

-       Ingeniería Bioquímica. F. Gòdia, J. López (eds), Ed. Síntesis, Madrid, 1998