PROGRAMA DE ASIGNATURA . BIOQUÍMICA INDUSTRIAL

1. Nombre asignatura: BIOQUÍMICA INDUSTRIAL

Período de Vigencia: 2015-2016

Código: 420111

Tipo de Curso: OBLIGATORIO/FORMACIÓN PROFESIONAL

Carrera: INGENIERÍA CIVIL QUÍMICA

Departamento: INGENIERÍA EN MADERAS

Facultad: INGENIERÍA

Nº Créditos SCT:    06

Total de horas: 14

Cronológicas:

Pedagógicas:

Año/ semestre3/6

Horas presenciales:  

HT: 04

HP: 0

HL: 02

Horas trabajo autónomo:

HT:   04

HP:   0

HL:   04

Prerrequisitos:

Asignatura: QUÍMICA ORGÁNICA

Código: 210018

Correquisitos: NO TIENE

Asignatura:

Código:

Bioquímica industrial es una asignatura de tercer año, segundo semestre, de carácter teórico práctico. La asignatura proporciona los fundamentos de la bioquímica industrial mediante la comprensión de los principios básicos de la microbiología y la bioquímica, en los que microrganismos, a través de su metabolismo y enzimas, son capaces de producir productos primarios o secundarios de interés biotecnológico e industrial.  

Contribuye con las competencias específicas:

CE1: Desarrollar proyectos de ingeniería para la industria sustentable: Desarrollar proyectos  de ingeniería para una industria de procesos sustentables, ejerciendo liderazgo en ambientes de trabajo colaborativo y realizando un aporte interdisciplinario en aspectos económicos, tecnológicos y de procesos productivos.

CE2: Diseñar procesos y equipos para una industria sustentable: Diseñar y optimizar procesos y equipos para una industria sustentable en base a una asertiva determinación de la capacidad productiva instalada, apoyada en sólidos conocimientos fenomenológicos, políticas de mejoramiento continuo, innovación, responsabilidad social y medio ambiental.

CE3: Desarrollar nuevos materiales para una industria sustentable: Desarrollar, caracterizar y seleccionar tecnologías para la producción de materiales respetando los preceptos de una industria de procesos sustentables, con énfasis en la innovación y desarrollo de nuevos biomateriales

Contribuye con las competencias genéricas:

CG1: Disposición al aprendizaje: Manifestar una actitud permanente de búsqueda y actualización de aprendizajes, incorporando los cambios sociales, científicos y tecnológicos en el ejercicio y desarrollo de su profesión.

CG2: Capacidad emprendedora y liderazgo: Manifestar convicción para innovar en su área, tomar decisiones y asumir riesgos. Ejercer su condición de liderazgo, potenciando las capacidades de las personas y/o grupos para alcanzar objetivos deseados.

CG3: Capacidad para comunicarse: Comunicar ideas y sentimientos en forma oral y escrita para interactuar efectivamente en el entorno social y profesional en su lengua materna y en un nivel inicial en un segundo idioma.

Aplicar los principios moleculares de las células vivas y microrganismos en el diseño de procesos biotecnológicos de interés industrial con la finalidad de aportar nuevos productos y tecnologías innovadores, que estén en armonía con el medio ambiente.

• Identifica los elementos y grupos funcionales químicos que constituyen la base de la vida
• Diferencia las etapas constitutivas de un proceso reactivo, incorporando los conceptos de la cinética química básica

Resultados de Aprendizaje 

Metodología

Criterios de Evaluación

Contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales.

Tiempo estimado

1. Reconoce diversidad celular y nutricional asociándolos a  su potencialidad de uso en cultivos microbiológicos (30%)

• Clase

expositiva con discusión socializada

• Trabajo activo y

     colaborativo

1.1 Distingue procariontes de eucariontes, identificando los componentes celulares y sus funciones.

1.2  Dimensiona cuantitativamente los requerimientos nutricionales microbiológicos.

1.3  Analiza los modos de nutrición celular y los vincula a los procesos  catabólicos y anabólicos

Conceptuales:

• Microscopía
• Clasificación de microorganismos
• Composición química, requerimientos nutricionales y metabolismo
• Células procariontes
•  Células eucariontes

Procedimentales:

• Criterios de identificación y estudio de los componentes celulares y sus funciones.
• Técnicas de visualización de microrganismos

Actitudinales

• Criterios de rigurosidad y responsabilidad en la realización de prácticas y entrega de informes.
• Actitud proactiva frente a las temáticas expuestas  al interior del aula y en actividades realizadas

Horas presenciales:

HT: 18

HP: 0

HL: 4

Horas de trabajo autónomo:

HT: 18

HP: 0

HL: 8

2. Asocia las variables de  físico-química y cinética enzimática  con su aplicación.

• Clase

expositiva con discusión socializada

• Trabajo activo y

   colaborativo

2.1 Relaciona la estructura de aminoácidos, proteínas y enzimas;  con su función.

2.2 Analiza el efecto de variables fisicoquímicas sobre el comportamiento enzimático.

2.3 Dimensiona la utilidad de catálisis enzimática en procesos usando conceptos de cinética e inhibición.

Conceptuales:

• Proteínas
• Enzimas:

Catalizadores biológicos, especificidad, cinética e inmovilización

• Cinética de Michaelis Menten.
• Efecto del pH y la temperatura sobre la cinética.

Procedimentales:

• Criterios de      identificación y clasificación de proteínas y enzimas.

• Técnicas de análisis de factores físico cinéticos de enzimas.

Actitudinales:

• Actitud proactiva frente a las temáticas expuestas  al interior del aula y en actividades realizadas.

• Criterios de rigurosidad y responsabilidad en la realización de prácticas y entrega de informes.

Horas presenciales:

HT: 18

HP: 0

HL: 2

Horas de trabajo autónomo:

HT: 18

HP: 0

HL: 4

3. Evalúa las velocidades de crecimiento, de consumo de sustrato y de formación

de productos

• Clase

expositiva con discusión socializada

• Trabajo activo y

     colaborativo

3.1 Explica la cinética y las fases del crecimiento celular

3.2 Describe las ecuaciones cinéticas del crecimiento celular y explica como calcular la velocidad especifica de crecimiento.

3.3 Explica la ecuación de Monod y la aplica a datos experimentales para la estimación de la velocidad especifica máxima y la constante de sustrato.

3.4 Interpreta la cinética de la muerte celular y determina los parámetros térmicos para la muerte de las células.

Conceptuales:

• Cinética del crecimiento celular

• Fases, modelos de

       crecimiento celular

• Análisis de datos en el reactor discontinuo
• Parámetros cinéticos en reactor discontinuo
• Cinética de muerte celular.

Procedimentales:

• Descripción de la cinética y fases crecimiento celular.
• Interpretación datos experimentales de un proceso de fermentación.                                                                                                                                                                                        

• Determinación parámetros cinéticos crecimiento celular en un reactor discontinuo.
• Esterilización

Actitudinales

• Disposición para utilizar internet en la resolución de problemas derivados del trabajo en clases

• Orientación al trabajo en equipo para la resolución de problemas en clases
• Rigurosidad y responsabilidad en la realización de laboratorio y entrega de informes.

• Actitud proactiva frente a las temáticas expuestas  al interior del aula y en actividades realizadas

Horas presenciales:

HT: 14

HP: 0

HL: 6

Horas de trabajo autónomo:

HT: 14

HP: 0

HL: 12

4. Explica los sistemas de fermentación, la preparación, realización y termino del proceso de fermentación.

• Clase

expositiva con discusión socializada

• Trabajo activo y    colaborativo

4.1 Describe los distintos sistemas identificado sus aplicaciones típicas, sus ventajas y desventajas.

4.2 Explica los fundamentos del diseño de un fermentador, sus aspectos constructivos, su asepsia, la instrumentación y el control.

4.3 Explica los fundamentos de la formulación de un medio de cultivo para una

fermentación microbiana, de células animales y vegetales.

4.4 Diseña medios de cultivo para fermentación microbiana

4.5 Diseña procesos de recuperación básicos para la recuperación de metabolitos microbianos no volátiles.

.

Conceptuales:

• Sistemas de Fermentación
• Diseño del fermentador
• Métodos de esterilización
• Materias primas fermentación
• Corriente salida

Procedimentales:

• Descripción de los distintos sistemas de fermentación

• Fundamentación del diseño de un fermentador

• Esterilización del fermentador y del medio de cultivo.

• Diseño del medio de cultivo

• Procesamiento de la corriente de salida.

Actitudinales:

• Criterios de responsabilidad social en el análisis de problemáticas.

• Rigurosidad en la búsqueda de información.
• Actitud proactiva frente a las temáticas expuestas  al interior del aula y en actividades realizadas.
• Criterios de rigurosidad y responsabilidad en la realización de prácticas y entrega de informes.

Horas presenciales:

HT: 14

HP: 0

HL: 0

Horas de trabajo autónomo:

HT: 14

HP: 0

HL: 0

5.Compara los procesos de fermentación para la producción de proteínas, alimentos, compuestos químicos industriales y productos para la medicina

• Estudio de casos con discusión socializada

• Trabajo activo  y

     colaborativo

5.1 Explica los procesos de producción de proteínas, sus fundamentos, en el contexto de los procesos de fermentación y su impacto en economía.

5.2 Explica los fundamentos de la fermentación con levadura y su aplicación en la elaboración de cerveza, vino, queso y pan.

5.3 Explica los fundamentos para la producción de bioetanol y acido cítrico y su impacto en la economía

5.4 Explica los fundamentos para la producción de antibióticos  

Conceptuales:

• Fermentación para la producción de proteínas
• Fermentación de los alimentos.
• Compuestos químicos industriales.
• Productos para uso médico.

Procedimentales:

• Producción de biomasa.
• Producción de bioetanol y ácido cítrico.
• Producción de antibióticos.

Actitudinales:

• Criterios de responsabilidad social en el análisis de problemáticas.

• Rigurosidad en la búsqueda de información.
• Actitud proactiva frente a las temáticas expuestas  al interior del aula y en actividades realizadas.

•  Orientación al trabajo en equipo en la elaboración de disertaciones.

Horas presenciales:

HT: 10

HP: 0

HL: 8

Horas de trabajo autónomo:

HT: 10

HP: 0

HL: 16