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Análisis y Diseño de Reactores Químicos y Biológicos

Código: 43326 Créditos ECTS: 6
2024/2025
Titulación Tipo Curso
4314579 Ingeniería Biológica y Ambiental OB 1

Contacto

Nombre:
Francesc Gòdia Casablancas
Correo electrónico:
francesc.godia@uab.cat

Equipo docente

Laura Cervera Gracia

Idiomas de los grupos

Puede consultar esta información al final del documento.


Prerrequisitos

Conceptos básicos de Ingeniería Química sobre: fundamentos de reactores químicos, cinética, termodinámica, fenómenos de transporte y métodos numéricos.
Conceptos básicos de diseño de bioreactores

Objetivos y contextualización

El objetivo principal del módulo es profundizar en el análisis y diseño de diferentes tipos de reactores y sus aplicaciones en procesos biotecnológicos
 
Se pretende aplicar los conceptos fundamentales del diseño de reactores y de la ingeniería de procesos a distintos tipos de bioreactores, con particular émfasis en los reactores con catalizadores inmovilizados, reactores en serie, reactores con membranas y fotobioreactores
 
El módulo propone integrar los conocimientos cinéticos, termodinámicos, de fenómenos de transporte y diseño de reactores para analizar distintos tipos de bioreactores y sus formas y condiciones de operación óptimas

Resultados de aprendizaje

  1. CA08 (Competencia) Integrar y sintetizarla la información obtenida de la bibliografía científica utilizando los canales apropiados, contrastando las alternativas y debatiéndolas críticamente.
  2. CA09 (Competencia) Integrar los conocimientos cinéticos, termodinámicos, de fenómenos de transporte y de métodos numéricos para analizar, diseñar, modelizar y optimizar diferentes tipos de reactores y su estrategia de operación.
  3. CA09 (Competencia) Integrar los conocimientos cinéticos, termodinámicos, de fenómenos de transporte y de métodos numéricos para analizar, diseñar, modelizar y optimizar diferentes tipos de reactores y su estrategia de operación.
  4. CA11 (Competencia) Proponer la simulación matemática correspondiente para realizar estudios de sensibilidad y explicar los resultados operacionales de reactores químicos y bioquímicos.
  5. CA12 (Competencia) Evaluar las capacidades de los diferentes reactores biológicos para su aplicación industrial.
  6. KA08 (Conocimiento) Discriminar los conceptos fundamentales de Ingeniería química en las distintas formas de diseño y operación de reactores, incluyendo reactores catalíticos y con especial énfasis en reactores con catalizadores biológicos inmovilizados.
  7. KA08 (Conocimiento) Discriminar los conceptos fundamentales de Ingeniería química en las distintas formas de diseño y operación de reactores, incluyendo reactores catalíticos y con especial énfasis en reactores con catalizadores biológicos inmovilizados.
  8. SA10 (Habilidad) Construir modelos matemáticos de procesos en estado estacionario y en estado no estacionario.
  9. SA11 (Habilidad) Aplicar los conceptos ingenieriles al diseño y operación de reactores heterogéneos, no ideales y catalíticos.
  10. SA12 (Habilidad) Calcular y categorizar los diferentes métodos operacionales para reactores químicos y biorreactores, incluyendo el trabajo con enzimas y células inmovilizadas.

Contenido

1. ANÁLISIS Y DISEÑO DE BIORREACTORES:

Reactores semicontinuos. Operación discontinua alimentada.
Reactores continuos
Biorreactores con células y enzimas inmovilizadas
Reactores con membranas
Reactores en serie
Fotobiorreactores
 

Actividades formativas y Metodología

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Clases magistrales 38 1,52 CA08, CA09, CA11, CA12, KA08, SA10, SA11, SA12, CA08
Estudio de los contenidos de la asignatura 45 1,8 CA08, CA09, CA11, CA12, KA08, SA10, SA11, SA12, CA08
Tipo: Supervisadas      
Presentación de casos de estudio 14 0,56 CA08, CA09, CA11, KA08, SA10, SA12, CA08
Tipo: Autónomas      
Estudio de casos de diseño avanzado de reactores 40 1,6 CA08, CA09, CA11, CA12, KA08, SA10, SA11, SA12, CA08

La metodologia del curso se basa en el análisis de una familia de casos estudio que cubre el diseño dels diferentes tipos de reactores biológicos y caules son las bases del mismo en función de las características de cada biocatlizador (células, metabolismo, enzimas, tipo de reacción, etc.).

Se analizaran en cada caso los distintos bloques que requiere el diseño del bioreactor y la selección de la estrategia de operación (discontinuo, discontinuo alimentado, continuo, perfusión, series, etc.) y condiciones de operación, para optimizar el bioproceso..

Los estudiantes trabajaran los distintos casos estudio y presentaran un caso al resto del grupo

Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.


Evaluación

Actividades de evaluación continuada

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Análisis de un Caso Estido 40 % 10 0,4 CA08, CA09, CA11, KA08, SA10, SA12
Examen escrito 60% 3 0,12 CA09, CA12, KA08, SA11, SA12

La asignatura se divide en dos partes bien diferenciadas. Se necesita obtener un minimo de 4.0 en cada una de las partes para poder aprobar la asignatura. Existirá la posibilidad de recuperar el examen escrito con un examen de sínteis extra o el trabajo que sea necesario en caso de suspender la asignatura.

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

Matrículas de honor (MH): Otorgar una calificación de matrícula de honor es decisión del profesorado responsable de 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.

 Se considerará no evaluable (NA) si no se ha presentado al 50 % de las actividades de evaluación

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 suspenderla con un cero.

Esta asignatura no ofrece evaluación única.


Bibliografía

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).

Blanch, H.W. and Clark, D.S. "Biochemical Engineering". 2a. ed. (1996)

Mandenius, C.F. "Bioreactors". (2016)


Software

Se requieren conocimientos  de MS Office y MATLAB


Lista de idiomas

Nombre Grupo Idioma Semestre Turno
(TEm) Teoría (máster) 1 Español anual tarde