Microorganismos de interés industrial. Reacciones enzimáticas homogéneas. Cinética y estequiometría del crecimiento microbiano. Análisis y diseño de biorreactores. Recuperación de bioproductos. Procesos microbianos en la industria. Aplicaciones medioambientales

Introducción a los procesos biotecnológicos Introducción. Perspectiva histórica. Disciplinas afines. Desarrollo reciente de la industria biotecnológica. Prospectivas de desarrollo de la Biotecnología. Aspectos económicos y empresariales.

Biología de los microorganismos de interés industrial. Bioproductos comerciales principales. Estructura de los procesos fermentativos. Microorganismos de interés industrial. Factores del crecimiento celular. Mejora de microorganismos. Práctica de la esterilización. Procesos metabólicos. Principales rutas metabólicas. Regulación de las vías metabólicas. Metabolitos primarios y secundarios.

Reacciones enzimáticas homogéneas. Características generales de los sistemas enzimáticos Fuentes y producción de enzimas. Aplicaciones y usos industriales. Modelo de Michaelis-Menten. Modulación y regulación de la actividad enzimática. Reacciones con sustratos de solubilidad limitada Reacciones con enzimas inmovilizados.. Efecto del tamaño de partícula y de la temperatura en sistemas heterogéneos.

Cinética y estequiometría del crecimiento microbiano. Estequiometría y energética celular. Fases del crecimiento microbiano discontinuo. Modelos de crecimiento no estructurados. Inhibición por el sustrato. Inhibición por el producto. Competición por dos sustratos limitantes. Modelo de Lotka-Volterra.

Análisis y diseño de biorreactores. Biorreactores CSTR y de lecho fijo. Reactores con alimentación discontinua. Sistemas con recirculación. Pulsantes. Biorreactores agitados por fluidos: air-lift y lechos fluidizados. Fermentadores de membrana. Fotobiorreactores.

Recuperación de bioproductos. Aspectos generales de la recuperación de bioproductos. Métodos de ruptura celular. Separación de insolubles. Separación, concentración y purificación de bioproductos.

Obtención de productos químicos por procesos microbianos. Antibióticos. Enzimas. Disolventes. Ácidos orgánicos. Aminoácidos.. Moléculas orgánicas complejas: Polisacáridos microbianos.

Procesos microbianos en la industria alimentaria. Fermentación alcohólica.. Elaboración de vinos de mesa. Fabricación de la cerveza. Vinagre. Proteínas unicelulares. Levadura de panadería comercial. Cultivo masivo de algas. Fermentaciones principales de la leche. Deterioro microbiano de los alimentos.

Aplicaciones de los microorganismos al medio ambiente. Procesos aerobios de tratamiento biológico de aguas residuales. Sistemas anaerobios. Eliminación de nitrógeno. Eliminación de fósforo. Compostaje. Tratamientos de residuos tóxicos y peligrosos. Tratamiento de gases.



Temario:



1.- Introducción a los procesos biotecnológicos Introducción. Perspectiva histórica. Disciplinas afines. Desarrollo reciente de la industria biotecnológica. Prospectivas de desarrollo de la Biotecnología. Aspectos económicos y empresariales.

2.- Biología de los microorganismos de interés industrial. Bioproductos comerciales principales. Estructura de los procesos fermentativos. Microorganismos de interés industrial. Factores del crecimiento celular. Mejora de microorganismos. Práctica de la esterilización. Procesos metabólicos. Principales rutas metabólicas. Regulación de las vías metabólicas. Metabolitos primarios y secundarios.

3.- Reacciones enzimáticas homogéneas. Características generales de los sistemas enzimáticos Fuentes y producción de enzimas. Aplicaciones y usos industriales. Modelo de Michaelis-Menten. Modulación y regulación de la actividad enzimática. Reacciones con sustratos de solubilidad limitada Reacciones con enzimas inmovilizados.. Efecto del tamaño de partícula y de la temperatura en sistemas heterogéneos.

4.- Cinética y estequiometría del crecimiento microbiano. Estequiometría y energética celular. Fases del crecimiento microbiano discontinuo. Modelos de crecimiento no estructurados. Inhibición por el sustrato. Inhibición por el producto. Competición por dos sustratos limitantes. Modelo de Lotka-Volterra.

5.- Análisis y diseño de biorreactores. Biorreactores CSTR y de lecho fijo. Reactores con alimentación discontinua. Sistemas con recirculación. Pulsantes. Biorreactores agitados por fluidos: air-lift y lechos fluidizados. Fermentadores de membrana. Fotobiorreactores.

6.- Recuperación de bioproductos. Aspectos generales de la recuperación de bioproductos. Métodos de ruptura celular. Separación de insolubles. Separación, concentración y purificación de bioproductos.

7.- Obtención de productos químicos por procesos microbianos. Antibióticos. Enzimas. Disolventes. Ácidos orgánicos. Aminoácidos.. Moléculas orgánicas complejas: Polisacáridos microbianos.

8.- Procesos microbianos en la industria alimentaria. Fermentación alcohólica.. Elaboración de vinos de mesa. Fabricación de la cerveza. Vinagre. Proteínas unicelulares. Levadura de panadería comercial. Cultivo masivo de algas. Fermentaciones principales de la leche. Deterioro microbiano de los alimentos.

9.- Aplicaciones de los microorganismos al medio ambiente. Procesos aerobios de tratamiento biológico de aguas residuales. Sistemas anaerobios. Eliminación de nitrógeno. Eliminación de fósforo. Compostaje. Tratamientos de residuos tóxicos y peligrosos. Tratamiento de gases.



Bibliografía básica:

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Atkinson, B.; Reactores bioquímicos; Reverté, Barcelona, 1986.

Bailey, J.E.; Ollis, D.F.; Biochemicla engineering Fundamentals, McGraw-Hill New York, 1977

Blanch, H.W., Clark, D.S.; Biochemical Engineering, Marcel Dekker, New York, 1997.

Brown, C. M.; Campbell, I.; Priest, F. G.; Introduction to Biotechnology; Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1987.

Bu¿lock, J. D.; Kristiansen, B.; Biotecnología basica; Acribia, Zaragoza, 1991.

Coombs, J.; Macmillan dictionary of biotechnology; Macmillan, Basingstoke, England, 1986.

Crueger, W.; Crueger, A.; Biotecnología: Manual de microbiología industrial; Acribia, Zaragoza, 1993.

Gódia, F.; López, J.; Ingeniería Bioquímica. Síntesis, Madrid, 1998.

Schugerl, K.; Bioreaction engineering; D.A. John Wase. (Ed.), John Wiley & Sons, Chichester, 1987-1991.

Smith, J. E.; Biotechnology principles; Van Nostrand Reinhold, Wokingham, England, 1985.

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Whitaker, J. R.; Principles of enzymology for the food sciences; Marcel Dekker, New York, 1994.

Wiseman, A.; Principios de biotecnología; Acribia, Zaragoza, 1985.

Las clases se estructuran de un modo dinámico y participativo para abordar los aspectos fundmaentales del temario. Los coneptos aplicados se trabajan a través de los grupos de aula, seminarios, problemas y el estudio de casos de interés.

1) En la nota final el examen escrito ponderará el 60%, siempre que la valoración del mismo sea superior al 40% de la nota máxima.

2)La realización de prácticas y ejercicios aportará el 20% de la nota final.

3)Los trabajos individuales supondrán el 20% de la nota final.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una evaluación presencial, se activará una evaluación no presencial de la que será informado el alumnado puntualmente.

Aiba, S.; Humphrey, A. E.; Millis, N. F.; Biochemical Engineering; Academic Press, New York, 1973.
Atkinson, B.; Reactores bioquímicos; Reverté, Barcelona, 1986.
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Oinarrizko bibliografia

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Gehiago sakontzeko bibliografia

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