Syllabus
BQF-1012 INGENIERIA DE BIOREACTORES
MC. EMMANUEL DE JESUS CHI GUTIERREZ
edjchi@itescam.edu.mx
| Semestre | Horas Teoría | Horas Práctica | Créditos | Clasificación |
| 8 | 3 | 2 | 5 | Ingeniería Aplicada |
| Prerrequisitos |
| Balance de materia y energía: - Elabora diagramas de flujo para representar procesos de transformación - Realiza balances de materia y energía - Calcula rendimiento, conversión y selectividad | Fenómenos de transporte: - Caracteriza las propiedades reológicas de los fluidos para conocer las condiciones de flujo dentro de los reactores. - Conoce los conceptos de flujo turbulento, laminar y de fluidización para interpretar correctamente los fenómenos de transferencia de nutrientes. | Ecuaciones Diferenciales: - Resolver sistemas de ecuaciones diferenciales | Cinética química y Biológica - Analiza las cinéticas de Michaelis-Menten y de Monod. - Explica las ecuaciones de velocidad de diferentes órdenes de reacción - Reconoce los dispositivos para agitación y mezclado | Operaciones Unitarias I y II: - Analiza la transferencia de masa calor y momento | Microbiología - Reconoce las características celulares y microbianas |
| Competencias | Atributos de Ingeniería |
| Reconoce las etapas históricas que han definido el desarrollo de la Biotecnología en México y el mundo. | Reconocer la necesidad permanente de conocimiento adicional y tener la habilidad para localizar, evaluar, integrar y aplicar este conocimiento adecuadamente | Identifica áreas de oportunidad constituidas por demandas de la sociedad que pudieran ser abordadas y resueltas mediante la aplicación de proceso con base biotecnológica. | Reconocer sus responsabilidades éticas y profesionales en situaciones relevantes para la ingeniería y realizar juicios informados, que consideren el impacto de las soluciones de ingeniería en los con | Visualizar las perspectivas del campo en el futuro inmediato y a largo plazo | Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas | Reconoce e identifica las diferentes configuraciones de biorreactor que se pueden lograr al combinar los diferentes criterios de selección o diseño de que se dispone. | Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas | Realiza los balances de materia y energía en el biorreactor planteando y resolviendo las ecuaciones resultantes e identificando en ellas su aplicación potencial para el diseño, control y simulación del biorreactor y su operación. | Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas | Determina el volumen de operación requerido en un biorreactor, adecuando el procedimiento a la información disponible. | Desarrollar y conducir una experimentación adecuada; analizar e interpretar datos y utilizar el juicio ingenieril para establecer conclusiones | Dimensiona o configura geométricamente los diversos tipos de biorreactores, reconociendo la importancia que esta característica tiene para el funcionamiento del biorreactor | Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas | Reconoce las variables de operación implicadas en el correcto desempeño de estos equipos, en sus diversas variantes. | Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería | Determina la velocidad de agitación y el régimen de aeración requeridos para lograr una determinada intensidad de agitación o un coeficiente de transferencia de oxígeno, según requerimientos del proceso. | Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas | Escala procesos biotecnológicos a partir de la definición de los niveles de las constantes de escalamiento, resultantes del tratamiento de los datos del laboratorio | Aplicar, analizar y sintetizar procesos de diseño de ingeniería que resulten en proyectos que cumplen las necesidades específicas | Identifica y caracteriza los procedimientos, equipos y accesorios que son indispensables para el funcionamiento del biorreactor (mezcladores, agitadores, esterilizadores). | Reconocer sus responsabilidades éticas y profesionales en situaciones relevantes para la ingeniería y realizar juicios informados, que consideren el impacto de las soluciones de ingeniería en los con | Calcula ciclos de esterilización por lote y continuos. | Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería | Conoce la naturaleza, el principio de funcionamiento y la aplicación específica de los accesorios e instrumentos más comunes utilizados como soporte de la operación y control de los biorreactores | Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería aplicando los principios de las ciencias básicas e ingeniería |
| Normatividad |
| En el aula de clases: 1.- El alumno deberá presentarse puntualmente a la hora establecida en su horario escolar, solo tendrá de tolerancia 10 minutos después del pase de lista, posterior a esto se considera como falta. 2.- Queda prohibido el uso de celulares o algún otro aparato que distraiga su atención durante la hora de clases, favor de activar el modo silencio o vibrador de sus dispositivos (no habrá llamada de atención, únicamente se les invitará a retirarse del aula. 3.- Respetar a sus compañeros y al docente en todo momento, la mala conducta se turnará a su tutor. 4.- La entrega de actividades (equipos o individuales) se harán en fecha y forma que el docente indique en el Moodle (Es responsabilidad del alumno revisar periódicamente la fecha y hora de entrega de tareas, no se aceptaran trabajos antes o después de la fecha establecida, después de la fecha de corte, no se abrirá la actividad del Moodle de nuevo, debido a que se programan las tareas con anticipación, salvo en algunos casos grupales. Así mismo, no se aceptan tareas por correo electrónico, el medio oficial e indicado es el Moodle. 5.- Para tener derecho al examen cognitivo (30%) el alumno deberá de contar con al menos el 80% de asistencia por parcial, según el sistema. 6.- El alumno solo tiene derecho a que se le evalúen hasta 3 actividades en 1RE y 2RE, sí el alumno no entregó la tarea en el periodo ordinario, no tiene derecho a entrega de 1RE, la deberá entregar en 2RE y la evaluación incluye la aplicación de un examen sobre la actividad. 7.- Respetar todos los reglamentos establecidos en el aula por el docente. *En el laboratorio: 1.- La tolerancia de acceso al laboratorio es de 5 minutos después de la hora establecida de la práctica (la fecha y hora de la práctica se encuentran en el syllabus, es necesario revisar periódicamente este apartado). 2.- Cumplir con las buenas prácticas de laboratorio, como el uso adecuado de bata y todo lo implícito, favor de leer normatividad. 3.- Para acceder a la práctica deberán traer impreso, por equipos, al menos la práctica a realizar. 4.- Entregar los reportes de práctica en las fechas establecidas 5.- El alumno que falte a alguna práctica de manera injustificada y quisiera tener calificación en el reporte, tendrá que presentar y aprobar con 80 de calificación un examen para tener derecho a la calificación del reporte. La solicitud de este examen es únicamente responsabilidad del estudiante y deberá de presentarse en un lapso no mayor a 5 días hábiles después de la práctica. 6.- Aplica la misma normatividad del aula de clases. |
| Materiales |
| Calculadora científica, bitácora, lapicero, bata de laboratorio |
| Bibliografía disponible en el Itescam | |||||
Título |
Autor |
Editorial |
Edición/Año |
Ejemplares |
|
| Principios básicos y cálculos en ingeniería química / |
Himmelblau, David Mautner |
Pearson educación, |
6a. / 2002. |
11 |
- |
Ingeniería química : diseño de reactores químicos, ingeniería de la reacción bioquímica, control y métodos de cálculos con ordenadores tomo III / |
Coulson, J.M. |
Reverté, |
2a. / 1984. |
1 |
- |
Biotecnología alimentaria / |
García Garibay, Mariano |
Limusa, |
2000. |
1 |
- |
| Parámetros de Examen | ||
| PARCIAL 1 | De la actividad 1.1.1 a la actividad 3.1.1 | |
| PARCIAL 2 | De la actividad 3.2.1 a la actividad 5.3.1 | |
| Contenido (Unidad / Competencia / Actividad / Material de Aprendizaje) | |
| 1. Introducción
1.1. Reconoce las etapas históricas que han definido el desarrollo de la Biotecnología en México y el mundo. 1.1.1. Instrumentar y realizar un panel de discusión que permita al grupo diseñar una definición o concepto de trabajo de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología 
Biotecnología (178798 bytes)
https://www.iberdrola.com/innovacion/que-es-la-biotecnologia
1.2. Identifica áreas de oportunidad constituidas por demandas de la sociedad que pudieran ser abordadas y resueltas mediante la aplicación de proceso con base biotecnológica. 1.2.1. Elaborar y discutir en el grupo un esquema histórico del desarrollo de la Ingeniería Bioquímica o Biotecnología, destacando fechas, personajes y hechos distintivos de cada época o etapa de este proceso.
Desarrollo de la biotecnología (765304 bytes)
https://www.mordorintelligence.com/es/industry-reports/fermented-foods-beverages-market
1.3. Visualizar las perspectivas del campo en el futuro inmediato y a largo plazo 1.3.1. Elaborar tablas que resuman las principales industrias biotecnológicas tanto a nivel global como en México, señalando sus principales productos y su contribución a la economía mundial o nacional.  Panorama actual de la industria biotecnológica en México.ProMéxico. 2017 1.3.2. Realizar una investigación en las fuentes de información adecuadas para establecer el estado del mercado exterior mexicano para productos de la industria biotecnológica. Panorama actual de la industria biotecnológica en México.ProMéxico. 2017 1.3.3. Identificar, utilizando todos los medios necesarios, procesos o productos biotecnológicos que a nivel local, nacional o regional signifiquen demandas o mercados insatisfechos, mercados potenciales, sustitución de importaciones, posibilidades de expor Panorama actual de la industria biotecnológica en México.ProMéxico. 2017 |
2. Biorreactores
2.1. Reconoce e identifica las diferentes configuraciones de biorreactor que se pueden lograr al combinar los diferentes criterios de selección o diseño de que se dispone. 2.1.1. Elaborar, trabajando en equipos, monografías relativas a las características generales de los diferentes tipos de biorreactores existentes, sus ventajas y desventajas, sus principales aplicaciones, las variables críticas de operación y las ecuaciones
https://sites.google.com/site/bioingenieriauv15/unidad-2-biorreactores-y-su-aplicacion
2.2. Realiza los balances de materia y energía en el biorreactor planteando y resolviendo las ecuaciones resultantes e identificando en ellas su aplicación potencial para el diseño, control y simulación del biorreactor y su operación. 2.2.1. Realizar ejercicios de cálculo de los diversos procedimientos de diseño de reactores disponibles. PRINCIPIOS DE INGENIERIA DE LOS BIOPROCESOS PAULINE M. DORAN ACRIBIA EDITORIAL 2.2.2. Leer, resumir y discutir, mediante el trabajo en equipos, artículos técnicocientíficos donde se presenten ejemplos reales de la aplicación práctica de los diferentes tipos de biorreactores; y las tendencias actuales en el desarrollo de nuevos tipos o
Alimentos microbianos (1189256 bytes)
2.3. Determina el volumen de operación requerido en un biorreactor, adecuando el procedimiento a la información disponible. 2.3.1. Según el equipo disponible, realizar prácticas que permitan caracterice un biorreactores en aspectos tales como su configuración geométrica, su desempeño hidrodinámico, su capacidad de transferencia de oxígeno y su aplicación a diferentes tipos de ap MANUAL DE PRÁCTICAS
MANUAL DE PRÁCTICAS (1627584 bytes)
2.4. Dimensiona o configura geométricamente los diversos tipos de biorreactores, reconociendo la importancia que esta característica tiene para el funcionamiento del biorreactor 2.4.1. Revisar, resumir y discutir artículos donde se ejemplifiquen procesos de diseño de Biorreactores y su aplicación en procesos en desarrollo o en la industria |
3. Procesos de transferencia
3.1. Reconoce las variables de operación implicadas en el correcto desempeño de estos equipos, en sus diversas variantes. 3.1.1. Discutir amplia y profundamente las diferentes tendencias en el diseño de Biorreactores; así como las variantes que se han ensayado y los nuevos desarrollos en este campo, tendientes a mejorar su desempeño en la transferencia de masa, particularmente PRINCIPIOS DE INGENIERIA DE LOS BIOPROCESOS. PAULINE M. DORAN. ACRIBIA EDITORIAL 3.2. Determina la velocidad de agitación y el régimen de aeración requeridos para lograr una determinada intensidad de agitación o un coeficiente de transferencia de oxígeno, según requerimientos del proceso. 3.2.1. Realizar ejercicios de cálculo de sistemas de agitación, aeración y de control de temperatura para diferentes tipos de Biorreactores. PRINCIPIOS DE INGENIERIA DE LOS BIOPROCESOS. PAULINE M. DORAN. ACRIBIA EDITORIAL |
4. Escalamiento
4.1. Escala procesos biotecnológicos a partir de la definición de los niveles de las constantes de escalamiento, resultantes del tratamiento de los datos del laboratorio 4.1.1. Revisar criticar y analizar ejemplos clásicos de escalamiento, identificando los criterios utilizados; las variables críticas del proceso; los elementos conceptuales y las herramientas matemáticas utilizadas así como los resultados obtenidos.
Escalamiento (574962 bytes)
4.1.2. Realizar una revisión de diversas fuentes que permita identificar y analizar las tendencias actuales en este proceso y verificar la vigencia de los conceptos e ideas clásicas del escalamiento y los nuevos elementos que se integran en sus nuevas versi
https://www.mordorintelligence.com/es/industry-reports/bioreactor-market
4.1.3. Realizar el escalamiento del reactor a partir de datos de laboratorio MANUAL DE PRÁCTICAS |
5. Procedimientos y equipos auxiliares en la operación de biorreactores
5.1. Identifica y caracteriza los procedimientos, equipos y accesorios que son indispensables para el funcionamiento del biorreactor (mezcladores, agitadores, esterilizadores). 5.1.1. Realizar un esquema de las características y clasificación de mezcladores y agitadores utilizados para líquidos, pastas y sólidos
https://www.seepsa.com.mx/blog/biorreactores/el-diseno-optimo-y-el-funcionamiento-de-los-agitadores-en-los-biorreactores/
5.2. Calcula ciclos de esterilización por lote y continuos. 5.2.1. Investigar procesos biotecnológicos donde se incluyan separaciones de prensado
Esterilización de biorreactores (547506 bytes)
5.3. Conoce la naturaleza, el principio de funcionamiento y la aplicación específica de los accesorios e instrumentos más comunes utilizados como soporte de la operación y control de los biorreactores 5.3.1. Resolver problemas para determinar la potencia requerida del sistema de agitación. Principios de ingeniería de los bioprocesos (1998) Pauline M. Doran. Editorial Acribia |
| Prácticas de Laboratorio (20232024P) |
Fecha |
Hora |
Grupo |
Aula |
Práctica |
Descripción |
2024-04-22 LUNES |
14:00-17:00 |
8-A |
Lab. de Biotecnología |
PRÁCTICA 2. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
|
| Cronogramas (20232024P) | |||
| Grupo | Actividad | Fecha | Carrera |
| 8 A | 1.1.1 Instrumentar y realizar un panel de discusión que permita al grupo diseñar una definición o concepto de trabajo de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología | 2024-01-29 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 1.1.1 Instrumentar y realizar un panel de discusión que permita al grupo diseñar una definición o concepto de trabajo de Ingeniería Bioquímica y Biotecnología | 2024-01-31 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 1.2.1 Elaborar y discutir en el grupo un esquema histórico del desarrollo de la Ingeniería Bioquímica o Biotecnología, destacando fechas, personajes y hechos distintivos de cada época o etapa de este proceso. | 2024-02-07 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 1.2.1 Elaborar y discutir en el grupo un esquema histórico del desarrollo de la Ingeniería Bioquímica o Biotecnología, destacando fechas, personajes y hechos distintivos de cada época o etapa de este proceso. | 2024-02-14 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 1.3.1 Elaborar tablas que resuman las principales industrias biotecnológicas tanto a nivel global como en México, señalando sus principales productos y su contribución a la economía mundial o nacional. | 2024-02-19 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 1.3.2 Realizar una investigación en las fuentes de información adecuadas para establecer el estado del mercado exterior mexicano para productos de la industria biotecnológica. | 2024-02-21 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 1.3.3 Identificar, utilizando todos los medios necesarios, procesos o productos biotecnológicos que a nivel local, nacional o regional signifiquen demandas o mercados insatisfechos, mercados potenciales, sustitución de importaciones, posibilidades de expor | 2024-02-26 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 2.1.1 Elaborar, trabajando en equipos, monografías relativas a las características generales de los diferentes tipos de biorreactores existentes, sus ventajas y desventajas, sus principales aplicaciones, las variables críticas de operación y las ecuaciones | 2024-02-28 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 2.2.1 Realizar ejercicios de cálculo de los diversos procedimientos de diseño de reactores disponibles. | 2024-03-04 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 2.2.2 Leer, resumir y discutir, mediante el trabajo en equipos, artículos técnicocientíficos donde se presenten ejemplos reales de la aplicación práctica de los diferentes tipos de biorreactores; y las tendencias actuales en el desarrollo de nuevos tipos o | 2024-03-06 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 2.3.1 Según el equipo disponible, realizar prácticas que permitan caracterice un biorreactores en aspectos tales como su configuración geométrica, su desempeño hidrodinámico, su capacidad de transferencia de oxígeno y su aplicación a diferentes tipos de ap | 2024-03-11 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 2.4.1 Revisar, resumir y discutir artículos donde se ejemplifiquen procesos de diseño de Biorreactores y su aplicación en procesos en desarrollo o en la industria | 2024-03-13 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 3.1.1 Discutir amplia y profundamente las diferentes tendencias en el diseño de Biorreactores; así como las variantes que se han ensayado y los nuevos desarrollos en este campo, tendientes a mejorar su desempeño en la transferencia de masa, particularmente | 2024-03-20 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 3.1.1 Discutir amplia y profundamente las diferentes tendencias en el diseño de Biorreactores; así como las variantes que se han ensayado y los nuevos desarrollos en este campo, tendientes a mejorar su desempeño en la transferencia de masa, particularmente | 2024-04-08 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 3.1.1 Discutir amplia y profundamente las diferentes tendencias en el diseño de Biorreactores; así como las variantes que se han ensayado y los nuevos desarrollos en este campo, tendientes a mejorar su desempeño en la transferencia de masa, particularmente | 2024-04-10 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 3.1.1 Discutir amplia y profundamente las diferentes tendencias en el diseño de Biorreactores; así como las variantes que se han ensayado y los nuevos desarrollos en este campo, tendientes a mejorar su desempeño en la transferencia de masa, particularmente | 2024-04-15 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 3.1.1 Discutir amplia y profundamente las diferentes tendencias en el diseño de Biorreactores; así como las variantes que se han ensayado y los nuevos desarrollos en este campo, tendientes a mejorar su desempeño en la transferencia de masa, particularmente | 2024-04-17 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 3.2.1 Realizar ejercicios de cálculo de sistemas de agitación, aeración y de control de temperatura para diferentes tipos de Biorreactores. | 2024-04-22 | IBQA-2010-207 |
| 8 A | 3.2.1 Realizar ejercicios de cálculo de sistemas de agitación, aeración y de control de temperatura para diferentes tipos de Biorreactores. | 2024-04-24 | IBQA-2010-207 |
| Temas para Segunda Reevaluación |