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Academic Year/course: 2019/20

446 - Degree in Biotechnology

27115 - Chemical Engineering


Syllabus Information

Academic Year:
2019/20
Subject:
27115 - Chemical Engineering
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
446 - Degree in Biotechnology
ECTS:
9.0
Year:
3
Semester:
Annual
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

- To use basic terms of Chemical Engineering

- To develop and solve macroscopic mass and energy balances in bioprocesses

- To know the mass and energy transport mechanisms and the mathematical equations describing them

. To know and apply properly transport equations between phases for the for the design of mass transfer equipment

- To apply simple mathematical methods in the simulation and design of equipment for mass and energy transfer, for fluid transport and chemical reactors

1.3. Recommendations to take this course

Basic courses on Mathematics and Physical-Chemistry are necessary.

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, practice sessions, autonomous work and study, tutorials and assessment tasks. 

Students are expected to participate actively in class throughout the semester.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

  • Lectures. Mainly participative lectures in which the basic concepts of the matter and examples will be explained.
  • Practice sessions. In which the participation of the students will be the principal issue. 
  • Autonomous work and study.
  • Assessment tasks.
  • Tutorials.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

  • Topic 1- Mass and energy balances. Mass balances and atomic balances. Steady and unsteady state. Recirculation and purge.
  • Topic 2. Introduction to transport phenomena. Transport equations. Transport inside a fluid. Transport between phases. Application to mass transfer in fermentation reactors.
  • Topic 3. Heat transfer. Mechanisms for heat transfer. Heat transfer in solids. Design of equipments for heat transfer.
  • Topic 4. Transport of fluids. Bernouilli equation. Pressure drop in pipes. Pumps.
  • Topic 5. Introduction to Separation Units. Types of contact. Design of equipment for contact by stages.
  • Topic 6. Liquid-liquid extraction. Principles. Types of equipments. Design of equipment by stages.
  • Topic 7. Other separation units: lixiviation, filtration and separation with membranes.
  • Topic 8. Introduction to Chemical Reaction Engineering. Classification of ideal reactors. Design of ideal reactors for simple and homogeneous reactions.

4.4. Course planning and calendar

Schedules of lectures and problems will coincide with the officially established and will be available at: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

The places, calendar and groups for training and practical sessions will be established in coordination with the rest of the subjects at the beginning of course. The Coordinator will produce the groups of students for these activities at beginning of course to avoid overlaps with other subjects.

For students enrolled in the subject, places, times and dates of lectures and practical sessions will be public via Bulletin Board advertisements of the grade on the platform Moodle at the University of Zaragoza, https://moodle2.unizar.es/add/, and in the moodle page for the course. These routes will be also used to communicate enrolled students their distribution by groups of practical sessions, which will be organized by the coordination of degree.  Provisional dates will be available on the website of the Faculty of Sciences in the corresponding section of the Degree in Biotechnology:https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

In this web there will be also available the dates of exams.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=27115&year=2019


Curso Académico: 2019/20

446 - Graduado en Biotecnología

27115 - Ingeniería química


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
27115 - Ingeniería química
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
446 - Graduado en Biotecnología
Créditos:
9.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Anual
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

1. Manejar la terminología y nomenclatura básica en Ingeniería Química

2. Plantear, desarrollar y resolver balances macroscópicos de materia y energía en procesos de la industria bioquímica.

3. Conocer los mecanismos de transporte de materia y calor y las ecuaciones matemáticas que los describen.

4. Conocer y saber aplicar las ecuaciones de transporte de propiedad entre fases para el diseño de equipos de transferencia de materia.

5. Aplicar métodos de cálculo sencillos en el análisis y dimensionamiento de equpos para transferencia de materia y calor, para flujo de fluidos y reactores químicos.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

El desarrollo industrial de procesos basados en biomoleculas requiere el conocimiento por parte del biotecnólogo de las operaciones básicas utilizadas en la industria y de los reactores para procesos bioquímicos. En esta asignatura se proporcionan las herramientas necesarias para realizar los balances de materia y energía de procesos bioquímicos, asi como el diseño básico de equipos de transferencia de materia y calor y para flujo de fluidos. Se proporcionan las bases para diseño de reactores químicos, si bien el estudio detallado de los reactores bioquímicos tendrá lugar en una asignatura especifica.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar esta asignatura es recomendable haber superado las asignaturas de Matemáticas y Química Física.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Analizar balances de materia y energía en procesos químicos y bioquímicos.

Analizar los mecanismos de transporte de materia y calor.

Aplicar métodos de cálculo sencillos para el análisis y dimensionamiento de equipos para transferencia de materia y calor, para tranporte de fluidos y para reactores químicos.

Expresar el resultado de su trabajo de forma oral utilizando lenguaje científico apropiado

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Explica de forma razonada, utilizando la terminología básica los fenómenos de transferencia de materia y transmisión de calor que tienen lugar en los procesos físicos y químicos.

 

Identifica las principales operaciones de una planta química, y específicamente las de mayor interés en plantas de procesos bioquímicos, y su principio de operación.

 

Analiza diagramas de flujo (nuevos o ya existentes) de procesos químicos desde el punto de vista de balances de materia y energía.

 

Dimensiona y simula equipos básicos para transferencia de materia y calor, para transporte de fluidos y reactores químicos mediante métodos gráficos o analíticos sencillos de cálculo.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje anteriormente descritos son necesarios para concebir, diseñar, y operar procesos industriales utilizando moléculas bioquímicas.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

La participación en clase supondrá el 20% de la nota final y será la suma de las contribuciones que el alumno haga en clase a lo largo del curso. Aquí se incluirá la participación en clase, la entrega de problemas o la exposición de ejercicios en clase.

Realización de un examen final por escrito, incluyendo una parte de teoría y otra de problemas, supondrá el 80% de la nota final. En los problemas se valorará tanto la aplicación correcta de los procedimientos como la obtención de un resultado correcto.

Además de la modalidad de evaluación señalada en los párrafos anteriores, el alumno tendrá la posibilidad de ser evaluado en una prueba global, que juzgará la consecución de los resultados del aprendizaje señalados anteriormente.  La nota final de la asignatura será la mejor entre las obtenidas en la modalidad de evaluación continua y la basada en la prueba global.

El fraude o plagio total o parcial en cualquiera de las pruebas de evaluación dará lugar al suspenso de la asignatura con la mínima nota, además de las sanciones disciplinarias que la comisión de garantía adopte para estos casos.

El temario que los estudiantes deben utilizar para preparar las diferentes pruebas se encuentra en el apartado "Actividades y recursos" de esta misma guía docente.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

En las clases expositivas se presentarán los conceptos básicos de la asignatura y se acompañarán de abundantes ejemplos explicativos y se plantearán y resolverán problemas y casos prácticos. Se indicarán ejercicios a resolver en casa, cuya resolución se discutirá en la clase.  La clase tendrá carácter participativo y existirán tutorias para atender a los alumnos.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Sesiones teóricas que consistirán, fundamentalmente, en lecciones magistrales participativas.

Resolución de problemas, en las que se promoverá la participación de los alumnos de forma más intensa que en las dedicadas a la exposición de los contenidos teóricos.

 

Estas actividades seguirán el  programa de contenidos que se indica en el apartado siguiente.

 

4.3. Programa

 

1- Balances de materia y energía. Balances de masa y atómicos. Estado estacionario y no estacionario. Recirculación y purga.

2. Introducción a los Fenómenos de Transporte. Ecuaciones de transporte. Transporte en el seno de un fluido. Transporte entre fases. Aplicación a la transferencia de materia en fermentadores.

3. Transferencia de calor. Mecanismos de transferencia de calor. Transferencia de calor en medios sólidos. Diseño de equipos para transferencia de calor.

4. Transporte de fluidos. Ecuación de Bernoulli. Pérdida de carga en tuberias. Equipos para impulsión de fluidos.

5. Introducción a las Operaciones Básicas de separación. Tipos de contacto. Diseño de equipos para contacto por etapas.

6. Extracción líquido-líquido. Principios. Tipos de equipos. Diseño de equipos por etapas.

7. Otras operaciones de separación: lixiviación, filtración y separación con membranas.

8. Introducción al diseño de reactores. Clasificación de reactores ideales. Diseño de reactores ideales para reacciones simples y homogéneas.

 

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

El horario reservado a esta asignatura, así como las fechas previstas para los exámenes, y la localización de las actividades formativas se puede consultar en la página web de la Facultad de Ciencias en la sección correspondiente del Grado en Biotecnología: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

 

Para aquellos alumnos matriculados los lugares, horarios y fechas de clases teóricas y sesiones prácticas se harán públicos a través del TABLON DE ANUNCIOS DEL GRADO en la plataforma Moodle de la Universidad de Zaragoza  https://moodle2.unizar.es/add/ y en el moodle de la asignatura. Dichas vías serán también utilizadas para comunicar a los alumnos matriculados su distribución por grupos de prácticas que serán organizados desde la Coordinación del Grado.  

 

Unas fechas provisionales se podrán consultar en la página web de la Facultad de Ciencias en la sección correspondiente del Grado en Biotecnología: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

 

En dicha web se podrán consultar también las fechas de exámenes en el apartado Grado en Biotecnología.

 

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=27115&year=2019