ASIGNATURA: DISEÑO DE PLANTAS

Proporcionar al estudiante los conocimientos, habilidades y entrenamiento necesarios para resolver problemas de planeación, diseño y localización de instalaciones productivas (con un énfasis en técnicas de modelado, diseño y análisis).El diseño debe tener en cuenta las características del emplazamiento que pudieran afectar la integridad de los blindajes y demás estructuras, sistemas, equipos y componentes de importancia para la seguridad.

Los niveles de seguridad de las variables de proceso deben contemplar un margen de seguridad adecuado respecto de los límites de seguridad asociados.

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

PROGRAMACIÓN DEL SILABO DE APRENDIZAJE

I. IDENTIFICACIÓN ACADÉMICA

1. Facultad: CIENCIAS FARMACÉUTICAS, BIOQUÍMICAS Y BIOTECNOLÓGICAS

2, Departamento Académico: FARMACIA, BIO-QUÍMICA Y BIOTECNOLOGÍA,

3. Nombre de la Asignatura: DISEÑO DE PLANTAS BIOTECNOLOGÍAS.

Código: 4209051

4. Programa Profesional donde se desarrolla la asignatura

INGENIERÍA BIOTECNOLOGÍA

5. Docente ( s ) y /o Jefe ( s ) de Práctica ( s )

Código Apellidos y Nombres Función Categoría

2028

2028

ROQUE RODRÍGUEZ FRANCISCO JAVIER

ROQUE RODRÍGUEZ FRANCISCO JAVIER

Docente

Docente practica

Auxiliar a T.P.

Auxiliar a T.P.

6. Ubicación y Distribución Horaria

Año

AcadémicoSemestre

Créditos de La Asignatura Horas Teórico Prácticas

Teóricas Prácticas Semanales Semestrales

2010 IX 2.5 1.5 6 114

7. Ambiente donde se realiza el aprendizaje

Teoría: C-208

Práctica: H-101

II. LINEAMIENTO ACADÉMICO PROFESIONAL

1. Sumilla:

PRIMERA UNIDAD

SEGUNDA UNIDAD

TERCERA UNIDAD

CUARTA UNIDAD

QUINTA UNIDAD

SEXTA UNIDAD

: DISEÑO DE BIOPROCESOS Y DE PLANTAS BIOTECNOLÓGICAS

: CONCEPTUALIZACIÓN Y ANÁLISIS DE BIOPROCESOS

: ESTIMADO DE COSTOS EN BIOPROCESOS

: INGENIERÍA DEL ANÁLISIS ECONÓMICO DE BIOPROCESOS

: SÍNTESIS Y OPTIM1ZACIÓN DE BIOPROCESOS :

DISTRIBUCIÓN EN PLANTA (PLANT LAYOUT)

2. Aspectos del Perfil Profesional que apoya la Asignatura:

> Proporciona un alto dominio de conceptos, definiciones y modelosmatemáticos que son significativos para un eficiente diseño de plantasbiotecnológicas.

> Maneja adecuadamente las técnicas y procedimientos de cálculo para laconstrucción de modelos que describen perfectamente la operación técnica y económica de una planta biotecnológica.

> Posee capacidad y habilidad para diseñar eficientemente una plantabiotecnológica y mediante técnicas de simulación y construcción de sistemasexpertos computacionales demostrar su operatividad económica y técnica.

> Valora la importancia de la distribución planificada y ordenada de lainfraestructura y equipos en plantas biotecnológicas.

III. PROGRAMACIÓN DEL PROCESO ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

PRIMERA FASE Del 08 de Marzo------------------ Al 17 de Abril--------------—Total Horas 36

COMPETENCIA

(Conceptual, procedimental, actitudinal

CONTENIDOS SIGNIFICATIVOSCRONOGRAMA

(Del al)

1. Evalúa, establececaracteriza losfundamentos científico e introductorios para diseñar eficientemente bioprocesos y ejecutar el diseño de una planta biotecnológica.

2. Explica, caracteriza yestablece laconceptualización y análisis de bioprocesos como punto de partida para el diseño de plantas biotecnológicas.

EVALUACIÓN:

Clase inaugural: Importancia de los conocimientosde la asignatura en Ing. Biotecnológica.Presentación del sílaboPRIMERA UNIDAD: DISEÑO DEBIOPROCESOS Y DE PLANTASBIOTECNOLÓGICAS

1.1. Diseño: Fundamentos y definición1.2. Impacto del diseño de plantas biotecnológicas enla sociedad.1.3. Salud, seguridad y medio ambiente1.4. Ingeniería ambiental1.5. Sistema integrado de una P.B.T. Planta debioprocesos. Sistema de recuperación de calor.Sistema de utilitarios.1.6. Regulación de bioproductos1.7. Metodologías de diseño de bioprocesos1.8. Estimados de diseño de plantas biotecnológicas1.9. Práctica calificadaSEGUNDA UNIDAD: CONCEPTUALIZACIÓN Y ANÁLISIS DE BIOPROCESOS2.1. Diagrama de flujos por bloques (BFD)2.2. Diagrama de flujos de bioprocesos (BPFD)2.3. Diagrama de instrumentación y tuberías (PID)2.4. Diagramas adicionales2.5. Representación 3-D de un bioproceso2.6. Estructura y síntesis de un BPFD2.7. Análisis de un BPFD

P'rimera evaluación escrita

Del 08-03-10

Al 20-03-10

Del 22-03-1.0

Al 17-04-10

Del 08-03-10

Al 20-03-10

Del22-03-10

Al 17-04-10

Procedimientos

Prueba escrita

Porcentaje50

Ponde-ración

10

Instrumento

Prueba de ensayo

Teoría Proyecto de aplicación

Exposiciones

10

10

Escala de clasificación

Lista de cotejo

Práctica Trabajos prácticos

Dominio de habilidades y destrezas

10

15

Escala de clasificación

Lista de cotejo, escala de Clasificación

Asistencia y puntualidad 1 Registro de asistencia

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA> Bailey, J.E.; Ollis, D.F. 1987. Bíochemical Engineeríng Fundamentáis. Chap. 12. Bioprocess Plant DesignEconomics.2nd. Ed. Mc.Graw-Hill. New York. USA.BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARLA> Kristiansen, B.J. 1999. Integrated Design ofa Fermentation Plant: The Production ofBaker 's Yeasl. John Wiley& Sons. Philadelphia. USA.> Seider,W.D.,Seader,J.D ; Lewin,D.R. 2004. Process Design Principies. Synthesis, Analysis and Evaluation. JohnWiley&Sons. New York. USA.

TERCERA FASE

Del 31 de Mayo AI 10 de Julio----------- Total Horas 36 --------------

COMPETENCIA

(Conceptual, procedímental, actitudinal

CONTENIDOS SIGNIFICATIVOSCRONOGRAMA

(Del al)

5. Establece, explicadiscute los fundamentosde la síntesis yOptimización deBioprocesos comopiedra fundamental para el diseño y operación de plantas biotecnológicas.

6. Explica, evalúa y establece la importancia de la distribución en planificada y ordenada en p l an t a pa ra determinar la máxima eficiencia en la operación Final en plantas biotecnológicas.

EVALUACIÓN:

QUINTA UNIDAD : SÍNTESIS Y OPTIMIZACIÓN DE BIOPROCESOS5.1. Uso délos principios basados en la experiencia

para confirmar la adaptabilidad de un diseño debioprocesos.

5.2. Síntesis de un BPFD a partir de un BFD genérico.5.3. Síntesis de un bioproceso usando simuladores5.4. Optimización de bioprocesosS.S.Optimización topológica. Optimización

paramétrica.5.6. Tecnología de "pinch"5.7. Integración de calor y diseño de redes de

intercambiadores5.8. Práctica dirigida.SEXTA UNIDAD : DISTRIBUCIÓN EN PLANTA (PLANT LAYOUT)6.1. Principios generales y códigos de seguridad.6.2. Códigos y estándares de diseño.6.3. Superficie e infraestructura de planta de

bioprocesos.6.4. Implementación de sistemas de transporte y detuberías..5. Distribución de equipos..6. Distribución de campos de

almacenamiento, producción y administrativos.

Tercera evaluación escrita.

Del 31-05-10

Al 19-06-10

Del 21-06-10

Al 10-07-10

Del 31-05-10

Al 19-06-10

Del 21-06-10

Al 10-07-10

Procedimientos

Prueba escrita

Porcen- taje45

Ponde-ración

Instrumento

Prueba de ensayo

Teoría Proyecto final de aplicación

Trabajos prácticos

15

10

Escala de clasificación

Escala de clarificación

Práctica Dominio de habilidades y destrezas 10 Lista de cotejo, escala de clasificación

Exposiciones 15 Lista de cotejo

Asistencia y puntualidad Registro de asistencia

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA> Bailey, J.E.; Ollis, D.F. 1987. Biochemical Engineering Fundamentáis. Chap. 12. Bioprocess Plant

DesignEconomics.2nd. Ed. Mc.Graw-Hill. New York. USA.

> Ghose, T.K. 2002. Bioprocess computations for biotechnology. Vol. I. Ellis Horwood Limited. Chichester. WestSussex. PO19 1EB. England.

SEGUNDA FASE Del 19 de abril — Al 29 de Mayo Total Horas 36

COMPETENCIA CONTENIDOS SIGNIFICATIVOS(Conceptual, CRONOGRAMA

procedimental, actitudinal (Del al)T P

3. Evalúa, establece TERCERA UNIDAD: ESTIMADO DE COSTOS Del Delcaracteriza y estima los EN BIOPROCESOS 19-04-10 19-04-10costos ocurridos en la 3.1. Clasificación de estimados de costos de capital. Al Alejecución de un 3.2. Estimado de costos de equipo. 01-05-10 01-05-10

bioproceso que 3.3. Estimado del costo de capital total de una P.B.T.funciona dentro de un 3.4. Estimado de costos de manufactura.sistema integrado de 3.5. Costos de labor operativa.una planta 3.6. Costos de utilitarios

biotecnológica. 3.7. Costos de materia prima.3.8. Costos de tratamiento de corrientes residualeslíquidas y sólidas.3.9. Caso de estudio.

CUARTA UNIDAD: INGENIERÍA DEL

4. Evalúa, establece y caracteriza la ingeniería

ANÁLISIS ECONÓMICO DE BIOPROCESOS 4.1. Inversiones y efecto del tiempo en el valor del

Del 03-05-10 Al

Del 03-05-10 Al

del análisis económico dinero. 29-05-10 29-05-10para el establecimiento 4.2. Diagramas de flujo de caja.de bioprocesos que 4.3. Cálculos a partir del diagrama de flujo de caja.deben ejecutarse en una 4.4. Inflación, depreciación y tributación.planta biotecnológica 4.5. Análisis de rentabilidad para la evaluación de

para su funcionamiento. bioprocesos.4.6. Análisis económico incremental4. 7. Evaluación de alternativas de equipos parabioprocesos.4.8. Evaluación del riesgo para evaluar larentabilidad.4.9. Análisis marginal de la rentabilidad.i. 10. Práctica dirigida.

Segunda evaluación escrita

EVALUACIÓN:

Procedimientos Porcen- Ponde- Instrumentotaje ración

Prueba escrita 45 9 Prueba de ensayo

Intervenciones orales 15 3 Escala de clasificaciónTeoría

Trabajos prácticos 20 4 Escala de clasificación

Dominio de habilidades y destrezas 10 2 Lista de cotejo, escala dePráctica clasificación

Asistencia y puntualidad 10 2 Registro de asistencia

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA> Peters,M.S;Timmerhaus,K.D. 2006. Plañí Design andEconomicsfor Chemical and Biochemical Engineers.

6* Edition. Me Graw-Hill.New York. USA.BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

> Petrides,D.P.;Cooney ,C.L ; Evans, L.B. 2001. An Introduction to Biochemical Process Design in ChemicalEngineering Problems in Biotechnology. (Schuler, M.L. ed.) Vol.l AIChE 351-372.

> Chisti, Y. 2000. Process and Plant design in biochemical engineering edítcation. Eitropean Journal ofEngineering Education. Vol. 25. N°2.pp. 165-175.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA> Bailey, J.E.; Ollis, D.F. 1987. Biochemical Engineering Fundamentáis. Chap. 12. Bioprocess Plant

DesignEconomics.2nd. Ed. Mc.Graw-Hill. New York. USA.

> Ghose, T.K. 2002. Bioprocess computations for biotechnology. Vol. I. Ellis Horwood Limited. Chichester. WestSussex. PO19 1EB. England.