Diseño de
Biorreactores
Paola D. Bustos Gutiérrez
2019-2
Sesiones teóricas
Horarios
Sección 1 Lunes 09.40 – 11.00 h
Martes 12.40 – 14.00 h
Sección 2 Lunes 12.40 – 14.00 h
Jueves 09.40 – 11.00 h
Sesiones prácticas
Sección 1 Jueves 12.40 – 14.00 h
Sección 2 Jueves 15.40 – 17.00 h
2
Temario general
1. Reconocer tipos de
microorganismos, condiciones de
crecimiento e importancia en el
desarrollo de los procesos
industriales.
2. Diferenciar elementos usuales
de un biorreactor y los distintos
tipos de reactores biológicos
existentes
3. Enzimas
4. Modelar el crecimiento de
microorganismos y la formación
de productos en reactores
biológicos ideales.
5. Diseñar biorreactores haciendo
uso de cinéticas de crecimiento,
fenómenos de transporte y
criterios de escalamiento.
3
Evaluaciones
Exigencia de las evaluaciones 60%
Evaluaciones escritas (5) 50%
Trabajo personal y grupal (talleres, tareas) 15%
Actividades prácticas 15%
Proyecto (Diseño de Biorreactor) 20%
4
Fechas
Fecha
Temario
22.08
Microorganismos - Características e importancia en la industria de los
Bioprocesos
09.09
Tipos de reactores biológicos y elementos usuales
07.10
Enzimas y cinéticas enzimáticas
07.11
Diseño de reactores biológicos ideales (Cinéticas de crecimiento
microbiano)
28.11
Fenómenos de transporte y Escalamiento en Reactores biológicos
05.12
Defensa de Proyecto
09.12
Evaluación recuperativa
16.12
Evaluación integradora (nota < 4.0)
5
Capítulo 1
Microorganismos y su importancia en la Industria de Procesos
6
BIOPROCESOS
Materias
primas
PROCESOS
CAJA
NEGRA
Productos
Subproductos
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Reacciones Químicas
Reacciones Biológicas
Homogéneas y Heterogéneas
Mayormente heterogéneas
Presente o ausente
Siempre presente
Especificidad del catalizador
Regular
Alta
Rangos de Operación
Amplios
Acotados
Estequiometría
Conocida
Desconocida
Recuperación del Catalizador
Si
No
Complejidad de las reacciones
Baja
Alta
Costos de recuperación de
productos
Bajos
Altos
Predecibles
Depende del m.o.
No
Si
Homogeneidad
Catalizador
Velocidades de reacción
Cambios del catalizador durante
operación
8
9
10
11
¿Qué entendemos por biotecnología?
12
Toda aplicación técnica que utiliza sistemas
biológicos y organismos vivos o sus derivados para
la creación o modificación de productos o procesos
para usos específicos. También involucra el uso o
desarrollo de métodos para la manipulación
genética.
(FAO, 2000)
13
¿Qué entendemos
por ingeniería de
Bioprocesos?
14
Diseño y desarrollo de equipos y procesos para
la obtención
de productos industriales de valor
¿Qué entendemos
a partir
materiales biológicos.
por de
Ingeniería
de
Bioprocesos?
(Shuler, Kargi, DeLisa, 2017)
15
Saccharomyces cerevisiae
16
Saccharomyces carlsbergensis
17
18
Pediococcun cerevisiae
Kluyveromyces marxianus
Aspergillus oryzae
19
Penicillium roqueforti
Penicillium camemberti
Piophila casei
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21
AMPLIANDO LA CAJA NEGRA EN BIOPROCESOS
Pretratamiento
Clasificar - Moler/Pulverizar Tamizar Hidrolizar – Esterilizar Preparar inóculos Formular medios de cultivo
Reacción biológica
CAJA NEGRA
Posttratamiento
Proceso aguas
abajo
Filtración – Centrifugación – Sedimentación –
Floculación – Disrupción celular – Extracción –
Micro/Ultra filtración – Precipitación – Cristalización
– Cromatografía – Evaporación – Liofilización –
Congelación – Secado - Envasado
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Muestreo
Selección de microorganismo y medio de cultivo
Cultivo en medio sólido
Cultivo a escala de laboratorio (Optimización)
Producción planta piloto
Producción industrial
Recuperación de biomasa y/o materiales de interés
(Bioseparaciones)
Estabilización (Purificación y/o aumento de vida útil)
Empaquetado y venta
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0
