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2020/2021

Diseño Integrado de Procesos

Código: 43327 Créditos ECTS: 6
Titulación Tipo Curso Semestre
4314579 Ingeniería Biológica y Ambiental OB 1 2
La metodología docente y la evaluación propuestas en la guía pueden experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Contacto

Nombre:
Pau Ferrer Alegre
Correo electrónico:
Pau.Ferrer@uab.cat

Uso de idiomas

Lengua vehicular mayoritaria:
español (spa)

Prerequisitos

No hay prerrequisitos

Objetivos y contextualización

Aprender a combinar principios, herramientas y metodologías de las ingenierías química, biológica y ambiental para el diseño integrado e intensificación de procesos, obteniendo así procesos economicamente, energeticamente y ambientalmente más eficientes y sostenibles.

Los objetivos de aprendizaje incluyen por tanto identificar y aplicar criterios (tecnoeconómicos y ambientales) y diferentes aproximaciones para definir/seleccionar secuencias óptimas de operaciones en procesos biotecnológicos y ambientales y su integración en biorefinerías, con especial énfasis en las operaciones de separación, así como en estrategias para la intensificación de dichos procesos.

Competencias

  • Aplicar la metodología de investigación, técnicas y recursos específicos para investigar y producir resultados innovadores en el ámbito de la ingeniería biológica y ambiental
  • Aplicar los métodos, las herramientas y las estrategias para desarrollar procesos y productos biotecnológicos con criterios de ahorro energético y sostenibilidad.
  • Buscar información en la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información con capacidad de síntesis, análisis de alternativas y debate crítico
  • Definir y diseñar las secuencias de operaciones de separación características en procesos químicos, biotecnológicos y ambientales en vista de aumentar los rendimientos de separación y aplicando criterios de optimización energética
  • Integrar y hacer uso de herramientas de ingeniería química, ambiental y biológica para el diseño de sistemas biológicos enfocados al tratamiento sostenible de residuos y a procesos biotecnológicos industriales
  • Organizar, planificar y gestionar proyectos
  • Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
  • Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • Trabajar en un equipo multidisciplinario
  • Utilizar las herramientas informáticas para complementar los conocimientos en el ámbito de la ingeniería biológica y ambiental

Resultados de aprendizaje

  1. Analizar operaciones de separación en procesos biotecnológicos y ambientales, resolviendo problemas de diseño y de operación
  2. Aplicar la metodología de investigación, técnicas y recursos específicos para investigar y producir resultados innovadores en el ámbito de la ingeniería biológica y ambiental
  3. Buscar información en la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información con capacidad de síntesis, análisis de alternativas y debate crítico
  4. Identificar las ventajas y inconvenientes de los diferentes secuencias de separación en el tratamiento sostenible de residuos y a procesos biotecnológicos industriales
  5. Integrar las diferentes etapas de un proceso, seleccionando la secuenciación y alternativa adecuada
  6. Optimizar energéticamente los procesos a partir de un análisis integrado de los mismos
  7. Organizar, planificar y gestionar proyectos
  8. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  9. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
  10. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  11. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  12. Trabajar en un equipo multidisciplinario
  13. Utilizar las herramientas informáticas para complementar los conocimientos en el ámbito de la ingeniería biológica y ambiental
  14. Utilizar los conceptos de transferencia de materia en el diseño de operaciones de separación de contacto continuo

Contenido

Tema 1: Introducción. Conceptos de diseño integrado e intensificación de procesos. Concepto de biorefinería.

Tema 2: Operaciones de separación en el ámbito de la ingeniería de procesos biotecnológicos y ambientales. Clasificación, equipos y utilización. Métodos de cálculo para el diseño.

Tema 3: Diseño integrado de procesos biotecnológicos y ambientales, y de biorefinerías. Casos de estudio.

Tema 4: Intensificación de procesos.  Optimización de recursos (energía, agua, materias primas) y minimización de residuos. Casos de estudio.

 

*A menos que las restricciones impuestas por las autoridades sanitarias obliguen a una priorización o reducción de estos contenidos.

Metodología

Clases de Teoría: Clases magistrales con soporte de TIC.

Clases de Problemas y Trabajo sobre Casos de Estudio: Resolución de problemas en clase y propuesta de problemas adicionales para resolver por parte del alumno/a de manera autónoma (la colección de problemas estará a disposición del alumno en el Aula Moodle). Trabajo en grupos de alumnos sobre un caso de estudio sobre bioprocesos/biorefinerías integrados para la producción sostenible de productos de interés (bioplásticos, compuestos químicos, biocombustibles, etc).  Dichos casos de estudio se trabajaran conjuntamente con la asignatura de Sostenibilidad Ambiental en Procesos y Productos. Los casos de estudio planteados por el profesor/a se trabajaran en grupos de alumnos, quienes habrán de explicar y discutir con el resto de la clase los conceptos clave de dicho caso de estudio. 

*La metodología docente propuesta puede experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

 

Actividades

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Clases de Problemas y casos de estudio 12 0,48 1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 12, 14, 13
Clases de Teoria 27 1,08 4, 5, 6, 10, 9, 8, 14
Tipo: Autónomas      
Estudio 62 2,48 10, 9
Resolución de problemas y trabajo caso de estudio 32 1,28 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 9, 8, 12, 14, 13

Evaluación

A) Evaluación continuada

La nota final de la asignatura vendrá dada por la contribución de los trabajos y entregas realizadas en clase y los parciales y examen final.

Trabajos y entregas en clase: 30% de la nota final

Parciales y examen final: 70% de la nota final distribuida de la siguiente manera:

-parcial 1: 20% de la nota final

-parcial 2: 20% de la nota final

-Final / síntesis: 30% de la nota final

B) Recuperación:

El estudiante puede presentarse a la recuperación siempre que se haya presentado a un conjunto de actividades que representen al menos dos terceras partes de la calificación total de la asignatura. De estos, se podrán presentar en la recuperación aquellos estudiantes que tengan como media de todas las actividades de la asignatura una calificación superior a 3,5 sobre 10.

C) Procedimiento de revisión de las calificaciones:

Para cada actividad de evaluación, se indicará un lugar, fecha y hora de revisión en la que el estudiante podrá revisar la actividad con el profesor. En este contexto, se podrán hacer reclamaciones sobre la nota de la actividad, que serán evaluadas por el profesorado responsable de la asignatura. Si el estudiante no se presenta en esta revisión, no se revisará posteriormente esta actividad.

D) Calificaciones:

Matrículas de honor. Otorgar una calificación de matrícula de honor es decisión del profesorado responsablede la asignatura. La normativa de la UAB indica que las MH sólo se podrán conceder a estudiantes que hayan obtenido una calificación final igual o superior a 9.00. Se puede otorgar hasta un 5% de MH del total
de estudiantes matriculados.

No se podrá obtener la calificación de Matrícula de Honor si se ha realizado el examen de recuperación (una parte o todo).

Un estudiante se considerará no evaluable (NA) si no se ha presentado en un conjunto de actividades el peso de las que equivalga a un mínimo de dos terceras partes de la calificación total de la asignatura.

E) Irregularidades por parte del estudiante, copia y plagio

Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas, se calificarán con un cero las irregularidades cometidas por el estudiante que puedan conducir a una variación de la calificación de un acto de evaluación. Por lo tanto, la copia, el plagio, el engaño, dejar copiar, etc. en cualquiera de las actividades de evaluación implicará suspender con un cero. Las actividades de evaluación calificadas de esta forma y por este procedimiento no serán recuperables. Si es necesario superar cualquiera de estas actividades de evaluación para aprobar la asignatura, esta asignatura quedará suspendida directamente, sin oportunidad de recuperarlo en el mismo curso.

F) La evaluación propuesta puede experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias

Actividades de evaluación

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Entregas de ejercicios y trabajo en grupo en clase 20% 5 0,2 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 9, 12, 14, 13
Examen final (individual) 20% 2 0,08 1, 4, 5, 6, 10, 11, 9, 8, 14
Memoria escrita caso de estudio 30% 8 0,32 2, 3, 4, 5, 7, 10, 11, 9, 8, 12, 13
Presentación y discusión caso de estudio 30% 2 0,08 1, 4, 5, 6, 10, 11, 9, 8, 14

Bibliografía

- Belter PA, Cussler EL, Hu W-S. 1988. Biosepartions. Downstream processing for biotechnology. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-84737-2.
 
- Blanch HW, Clark DS. 1996. Biochemical Engineering. Marcel Dekker. ISBN0-8247-8949-0.
 
- Heinzle E, Biwer A, Cooney C. 2006. Development of Sustainable Bioprocesses: Modelling and Assessment. John Wiley & Sons, Ltd.
 
- Harrison RG, Todd PW, Rudge SR, Petrides DP. 2015. Bioseparations Science and Engineering. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-539181-7.
 
- Kamm B, Gruber PR, Kamm M (Eds.)  2006. Biorefineries –Industrial Processes and Products. Wiley-VCH Verlag. ISBN 3-527-31027-4.
 
- Marcilla Gomis A. 1999. Introducción a las operaciones de separación de contacto continuo.  Publicacions de la Universitat d'Alacant.
 
- Shuler ML, Kargi F (Eds.) 2002. Bioprocess Engineering. Basic concepts. 2nd Edition. Prentice Hall PTR.  ISBN 0-13-081908-5.
 
- Stuart RT, El-Halwagi MM. 2013. Integrated Biorefineries: Design, Analysis, and Optimization. CRC Press. ISBN 9781439803462.
 
- Ratledge C, Kristiansen B (Eds). 2006. Basic Biotechnology. 3rd Edition. Cambridge University Press.
 
- Recasens Baxarias F. 2018. Procesos de separación de biotecnología industrial. Publicacions Universitat Politècnica de Catalunya.  Iniciativa Digital Politècnica ebook.