Especialista en Ingeniería Bioquímica

SCORM 1. FUNDAMENTOS DE GENÉTICA

La herencia, perspectiva histórica

¿Qué se entiende por genética?

Ácidos nucleicos

- El ADN

- El ARN

- Nucleótidos no nucleicos

Genética molecular

- Replicación del ADN

- Transcripción

- Traducción

Las mutaciones

División celular

- Los cromosomas

- Mitosis

- Meiosis

- Gametogénesis humana

SCORM 2. APLICACIONES DE LOS CULTIVOS CELULARES

Métodos de fusión celular, hibridomas, obtención, selección

- Condiciones necesarias para el desarrollo de los patógenos

- Componentes de los medios de cultivo

- Preparación de los medios de cultivo

Anticuerpos monoclonales. Metodologías de producción. Aplicaciones en diagnóstico, terapéutica y producción de otras moléculas

- Metodologías de producción

- Aplicaciones en diagnóstico, terapéutica y producción de otras moléculas

Producción de proteínas terapéuticas en cultivos de células animales

Metodologías para la modificación genética de células vegetales

Plantas y alimentos transgénicos. Problemas legales y de percepción pública

Fermentaciones microbianas, genómica y biotecnología para la salud (animales trangénicos, diagnóstico precoz y terapia génica, obtención de proteínas sanguíneas, hormonas humanas, moduladores inmunitarios y vacunas)

Calidad y seguridad alimentaria (plantas trangénicas, aditivos, OMGs)

SCORM 3. ANÁLISIS DEL METABOLISMO DE PRINCIPIOS INMEDIATOS Y OTROS COMPUESTOS METABÓLICOS

Metabolismo hidrocarbonado

- Determinaciones

- Patrones de alteración

Metabolismo lipídico y de lipoproteínas

- Determinaciones

- Patrones de alteración

Metabolismo proteico

- Determinaciones

- Patrones de alteración proteica

Metabolismo intermediario

- Determinaciones

- Patrones de alteración de estos metabolitos

Vitaminas. Tipos y aplicaciones

SCORM 4. APLICACIONES DE LOS MICROORGANISMOS EN LA INDUSTRIA

Descripción general. Evolución histórica. Descubrimientos y avances del conocimiento que llevaron al desarrollo de las nuevas biotecnologías. Disciplinas y campos de actividad

- Evolución histórica

- Descubrimientos y avances del conocimiento que llevaron al desarrollo de nuevas biotecnologías

- Disciplinas y campos de actividad

Tecnologías concurrentes. Su vinculación con las disciplinas básicas

Importancia económica: mercados, productos y perspectivas de desarrollo

Características particulares. Estado actual: en el mundo, la región y el país

Modos de producción: cultivos de células, tecnología enzimática, bioconversiones

- Cultivo de células

- Tecnología enzimática

- Bioconversiones

Panorama de las industrias que utilizan biotecnologías: productos, mercados, tecnologías

Conceptos generales sobre el desarrollo de productos biotecnológicos

Relaciones entre la biotecnología y la industria química

Biotecnología ambiental y de desarrollo sostenible (biocarburantes y biosemedación)

SCORM 5. CINÉTICA ENZIMÁTICA

Catálisis enzimática

- Clasificación de las reacciones catalíticas

- Características de la catálisis enzimática

- El centro activo

Estudio enzimático: características y fisiología

- Clasificación de las enzimas

- Actividad enzimática: la energía libre de Gibbs, el estado de transición y la energía de activación

- Unión de la enzima con el sustrato

- Catálisis enzimática

Cinética enzimática

- Estudio detallado del modelo de Michaelis-Menten

- Unidades de medida de la actividad enzimática

- Cinética de las reacciones con un solo sustrato

- Reacciones enzimáticas con más de un sustrato: mecanismos secuenciales y mecanismo de doble desplazamiento

- Reacciones enzimáticas con inhibición

- Isozimas

Variación de la actividad enzimática con la temperatura y el pH

- Efecto de la temperatura sobre la actividad enzimática

- Efecto del pH sobre la actividad enzimática

Estudio aplicado de la actividad catalítica de las enzimas en el laboratorio

- Valor numérico de la actividad enzimática: diferentes métodos analíticos

SCORM 6. CINÉTICA MICROBIANA

La cinética de crecimiento microbiana

- Tasa de generación

- Determinación de la tasa de generación

Estequiometría del crecimiento microbiano

- Consideraciones previas

Análisis de la estequiometría de cinética mircobiana

Rendimiento de la biomasa: consumo de sustratos y obtención de productos

Generación de calor

Esteoquiometría de formación de producto

Balance de electrones

Modelos estructurados y segregados

SCORM 7. BIOCATALIZADORES INMOVILIZADOS

Conceptos generales

Inmovilización de enzimas

- Inmovilización de enzimas por adsorción física

- Inmovilización por atrapamiento

- Inmovilización en membranas

- Inmovilización por entrecruzamiento

- Inmovilización por enlaces covalentes

Selección del método de inmovilización

- Requisitos mínimos lógicos

Cinética de los biocatalizadores inmovilizados

Efectos de la inmovilización sobre la actividad enzimática

- Efectos conformacionales y estéricos

- Efectos de partición

- Limitación de la difusión

Aplicaciones de los biocatalizadores inmovilizados

UNIDAD DIDÁCATICA 8. ASPECTOS BÁSICOS DE LOS BIORREACTORES

El concepto de biorreactor

Demostraciones numéricas del crecimiento de microorganismos: ecuación de Monod

Balances de materia y energía

- Balance de materia

- Balance de energía

Clasificación de los reactores

Balance de masa general para cualquier tipo de reactor

- Cálculo en reactores discontinuos

- Cálculo en reactores semicontinuos

- Cálculo en reactores continuos: reactores tanque agitados continuos

- Cálculo en reactores continuos: reactor de flujo en pistón

- Cálculo en reactores continuos: reactores empacados

Reactor de tanque agitado continuo

- Descripción general

Reactor discontinuo de tanque agitado

Reactor tipo Batch

Reactor continuo de flujo pistón (PFR)

Flujo no ideal

- Función de distribución de tiempos de residencia

- Determinación experimental de la curva DTR

- La curva C y la curva F

- Caracterización de la función DTR

Modelos de flujo no ideal

- Flujo disperso en pistón

- Modelo de tanques en serie

Determinación del tiempo de mezcla de un reactor

SCORM 9. AGITACIÓN, AERACIÓN Y ESTERILIZACIÓN

Aeración

- Determinación experimental del coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno

- Determinación del balance de oxígeno

- Método dinámico

- Dependencia del coeficiente de los parámetros operacionales

Agitación. Agitación en sistemas aerados

- Fermentadores con agitación por burbujeo

- Fermentadores con agitación por ruedas de paletas

- Caracterización de la agitación

Esterilización

- Esterilización térmica del medio de cultivo: calor seco

- Esterilización térmica del medio de cultivo: calor húmedo

- Esterilización por filtración

- Esterilización por radiaciones

SCORM 10. BIORREACTORES NO CONVENCIONALES

Introducción a los reactores catalíticos

Biorreactores de lecho fijo

- Tipos de reactores de lecho fijo

- Consideraciones de diseño

Biorreactores pulsantes

- Columna de platos pulsantes

- Sistemas no oscilantes

Biorreactores agitados por fluidos

- Biopartículas

- Lechos fluidizados

- Fermentadores air-lift

Reactores de membrana

Fermentación extractiva

Membranas de separación de gases basadas en conductores iónicos mixtos

Fotobiorreactores para el cultivo masivo de algas

- Fotobiorreactores abiertos

- Fotobiorreactores cerrados

SCORM 11. MODELIZACIÓN DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS

Aplicaciones de la modelización

Tipos de modelos

- Los modelos S-system

Metodología de la modelización

- Construcción y estructura matemática de un modelo

- Métodos de optimización de modelos

- Resolución de los Modelos

Lenguajes de simulación

- Terminología

Modelización, instrumentación y control

SCORM 12. INSTRUMENTACIÓN

Características de la instrumentación utilizada en bioprocesos

Equipos de toma de muestra

- Equipos de toma de muestra directos

- Equipos de toma de muestra indirectos

Sensores de parámetros físicos y químicos

- Temperatura

- Presión

- Velocidad

- Espuma

- pH

Análisis de las propiedades hidrodinámicas

Análisis de sustratos y productos

- Análisis de biomasa y características celulares

- Biosensores

- Análisis por inyección de flujo (FIA)

Análisis de los gases de salida de fermentación

- Cálculo de la composición de los gases de una corriente gaseosa (fracción molar)

- Cálculo de la OUR-CER-RQ

Sensores lógicos (software sensors)

- Estimación de variables de estado

- Estimación conjunta de variables de estado y parámetros

SCORM 13. CONTROL

Objetivos del control. Introducción y características del proceso

- Definiciones y criterios de medición y control

- Lazos de control básico. Lazos de control local y disperso

Las técnicas de control

- Elementos del lazo de control; sensor o elemento primario, transmisor, variable de proceso, punto de consigna, señal de salida, elemento final de control, variable controlado, variable manipulado.

- El Controlador. Descripción mediante ejemplo del lazo de control. Lazo abierto y lazo cerrado

- Control manual. Control automático. Lazo abierto y lazo cerrado

- Control de 2 posiciones. Control todo/nada (on/off).

- Control proporcional, integral, derivativo. Control PID.

- Otros tipos de control: de relación, en cascada, de adelanto, programado.

Interpretación de planos y esquemas de instrumentos y lazos de control local

Señales digitales

- SCADAS

- Autómatas Programables (PLC´s)

Aplicaciones del control en la industria química. Esquemas típicos de control

- Calderas de vapor: control de combustión, control de nivel, seguridad de llama

- Secaderos y evaporadores

- Horno túnel

- Columnas de destilación

- Intercambiadores de calor

SCORM 14. CAMBIOS DE ESCALA EN BIORREACTORES

Análisis general del proceso de cambio de escala en reactores

Teoría de la similitud

Consecuencias del cambio de escala de operación

Escalado en tanque con agitación

- Criterios de escalado

- Potencia por unidad de volumen constante

- Velocidad de agitación constante

Análisis de régimen y scale-down

SCORM 15. PROCESOS DE SEPARACIÓN

Homogeneización. Extracción. Precipitación. Centrifugación. Filtración. Electroforesis

- Homogeneización

- Extracción

- Precipitación

- Centrifugación

- Filtración

- Sedimentación

- Electroforesis

Disrupción celular

- Métodos no mecánicos

- Métodos mecánicos

Aplicaciones cromatográficas

- Clasificación de los métodos cromatográficos

- Cromatografía en columna (CC)

- Cromatografía en papel (CP)

- Cromatografía en capa fina (CCF)

- Cromatografía de líquidos

- Cromatografía de gases

Técnicas electroforéticas: preparación de geles, revelado de bandas de cadenas nucleotídicas y proteínas. Clasificación y almacenamiento de los residuos electroforéticos. Procesado y registro de imágenes

- Medios soportes de electroforesis zonal

- Factores que dependen del sistema electroforético

- Métodos de detección en electroforesis

SCORM 16. USO DE BIORREACTORES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS

Introducción

Evolución histórica e implantación a nivel mundial

¿Qué son los MBR?

- Bioreactores con membrana integrada o sumergida

- Membranas externas o con recirculación al bioreactor

Ventajas e inconvenientes de los MBR

Criterios para el control del proceso

- Pretratamiento

- Reactor aerobio

- Purga y decantabilidad de fangos

- Necesidades de oxígeno

- Tasa de recirculación

- Microbiología esperada

- Características del agua de alimentación

Unidad de ultrafiltración

- Fundamentos del proceso