Logo UAB
2022/2023

Anàlisi i Disseny de Reactors Químics i Biològics

Codi: 43326 Crèdits: 6
Titulació Tipus Curs Semestre
4314579 Enginyeria Biològica i Ambiental OB 1 A

Professor/a de contacte

Nom:
Albert Guisasola Canudas
Correu electrònic:
albert.guisasola@uab.cat

Utilització d'idiomes a l'assignatura

Llengua vehicular majoritària:
espanyol (spa)

Equip docent

Francesc Gòdia Casablancas

Prerequisits

Cap en concret

Objectius

L'objectiu principal del mòdul és aprofundir en la anàlisi i disseny de diferents tipus de reactors. 
Es pretén aplicar els conceptes fonamentals d'Enginyeria Química a les diferents formes de disseny i operació de reactors i als reactors catalítics,
amb especial èmfasi en reactors amb catalitzadors biològics immobilitzats.
El mòdul proposa integrar els coneixements cinètics, termodinàmics, de fenòmens de transport i de mètodes numèrics per a plantejar i resoldre els models corresponents als reactors.
Així mateix, es pretén utilitzar la simulació per a realitzar estudis de sensibilitat i determinar els resultats operacionals de reactors químics i bioquímics.

Competències

  • Aplicar la metodologia de recerca, tècniques i recursos específics per investigar i produir resultats innovadors en l'àmbit de l'enginyeria biològica i ambiental.
  • Cercar informació en la literatura científica utilitzant els canals apropiats i integrar la informació esmentada amb capacitat de síntesi, anàlisi d'alternatives i debat crític.
  • Integrar els coneixements cinètics, termodinàmics, de fenòmens de transport i de mètodes numèrics per analitzar, dissenyar, modelitzar i optimitzar diferents tipus de reactors biològics i la seva estratègia d'operació.
  • Integrar i utilitzar eines d'enginyeria química, ambiental i/o biològica per dissenyar sistemes biològics enfocats al tractament sostenible de residus i/o a processos biotecnològics industrials.
  • Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, tot i ser incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
  • Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
  • Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca.
  • Treballar en un equip multidisciplinari.
  • Utilitzar les eines informàtiques per complementar els coneixements en l'àmbit de l'enginyeria biològica i ambiental.

Resultats d'aprenentatge

  1. Aplicar els conceptes d'enginyeria al disseny i la construcció de reactors heterogenis, no ideals i catalítics.
  2. Aplicar la metodologia al cas de bioreactors amb enzims i cèl·lules immobilitzats.
  3. Aplicar la metodologia de recerca, tècniques i recursos específics per investigar i produir resultats innovadors en l'àmbit de l'enginyeria biològica i ambiental.
  4. Avaluar les capacitats dels diferents reactors biològics per fer-ne l'aplicació industrial.
  5. Avaluar, calcular i seleccionar mètodes operacionals per a reactors i bioreactors.
  6. Cercar informació en la literatura científica utilitzant els canals apropiats i integrar la informació esmentada amb capacitat de síntesi, anàlisi d'alternatives i debat crític
  7. Plantejar, resoldre i utilitzar en simulació models matemàtics que permetin predir el comportament dels reactors.
  8. Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, tot i ser incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
  9. Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
  10. Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca.
  11. Treballar en un equip multidisciplinari.
  12. Utilitzar les eines informàtiques per complementar els coneixements en l'àmbit de l'enginyeria biològica i ambiental.

Continguts

1. ANÀLISI I DISSENY de bioreactors :
										
											
										
											    Reactors semicontinus . Operació discontínua alimentada. Reactors discontinus seqüenciats
										
											    Bioreactors amb cèl·lules i enzims immobilitzats
										
											    Reactors amb membranes
										
											    Fotobioreactors
										
											
										
											2. DISSENY AVANÇAT DE REACTORS QUÍMICS
										
											
										
											    Reactors bifàsics gas líquid : reactors airejats
										
											    Reactors bifàsics sòlid líquid : reactors catalítics

Metodologia

Les classes s'estructuran en dos mòduls: en un primer mòdul s'analitzarà el disseny dels reactors biològics més convencionals mitjançant publicacions científiques i les bases de l'enginyeria química. En el segon mòdul, s'usaran els models matemàtics per a aprofundir en el disseny de reactors bifàsics

 

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.

Activitats formatives

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes magistrals 38 1,52 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10
Estudi dels continguts de l'assignatura 45 1,8 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11
Tipus: Supervisades      
Presentació de casos d'estudi 15 0,6 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11
Tipus: Autònomes      
Anàlisi i lectura d'articles científics 20 0,8 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11
Resolució d'exercicis de disseny avançat de reactors 20 0,8 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10

Avaluació

L'assignatura es dvideix en dues parts ben diferenciades. Es necessita obtenir un mínim de 4.0 en cadascuna de les parts per poder aprovar l'assignatura. Hi haurà la possibilitat de recuperar l'examen escrit amb un examen de sínteis extra o els treballs que fossin necessaris en cas de suspendre l'assignatura.

Per a cada activitat d’avaluació, s’indicara un lloc, data i hora de revisió en la que l'estudiant podrà revisar l’activitat amb el professor. En aquest context, es podran fer reclamacions sobre la nota de l’activitat, que seran avaluades pel professorat responsable de l’assignatura. Si l'estudiant no es presenta a aquesta revisió, no es revisara posteriorment aquesta activitat.

Matricules d’honor (MH): Atorgar una qualificació de matricula d’honor es decisió del professorat responsable de l’assignatura. La normativa de la UAB indica que les MH només es podran concedir a estudiants que hagin obtingut una qualificació final igual o superior a 9.00. Es pot atorgar fins a un 5% de MH del total d'estudiants matriculats.

Un estudiant es considerara no avaluable (NA) si no s’ha presentat al 50 % de les activitats d'avaluació de l'assignatura

Sense perjudici d'altres mesures disciplinaries que s'estimin oportunes, es qualificaran amb un zero les irregularitats comeses per l'estudiant que puguin conduir a una variació de la qualificació d'un acte d’avaluació. Per tant, la copia, el plagi, l’engany, deixar copiar, etc. en qualsevol de les activitats d’avaluació implicara suspendre-la amb un zero.

Activitats d'avaluació

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Entrega d'activitat de disseny de reactors 17.5 % 0 0 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12
Entrega d'activitat de disseny de reactors avançat 17.5% 0 0 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12
Examen escrit 30% 3 0,12 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11
Treball sobre article científic 35 % 9 0,36 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Bibliografia

Scott Fogler, H., "Elements of Chemical Reaction Engineering". 4th ed. (2005).

Levenspiel, O., "Chemical reaction engineering". 3rd ed. (1999).

Euzen, J-P., Trambouze, P., "Chemical reactors: from design to operation". (2004).

Mann, U. "Principle of Chemical Reactors Analysis and Design". (2011).

Missen, R., Mims, C.A., Saville, B.A. "Introduction to chemical reaction engineering and kinetics". (1998).

Programari

Es requereix coneixements avançats de MS Office i MATLAB