Descripción
Este libro está escrito para un curso de introducción a la ingeniería bioquímica que normalmente se imparte como asignatura optativa de nivel superior o de posgrado en ingeniería química. También está destinado a ser utilizado como un libro de autoaprendizaje para ingenieros químicos en ejercicio o para científicos biológicos que tienen una experiencia limitada en los aspectos de bioprocesamiento de la nueva biotecnología. Varias características que faltan en los libros actualmente disponibles en el área, por lo tanto, que tengo la intención de mejorar en este libro de texto son:
(1) problemas de ejemplo resueltos, (2) uso de los enfoques tradicionales de ingeniería química en nomenclatura y análisis matemático para que los estudiantes que están tomando otros cursos de ingeniería química simultáneamente con este curso no se confundirán, (3) descripciones breves de los conceptos básicos de microbiología y bioquímica como una introducción al capítulo donde se necesitan, y (4) inclusión de experimentos de laboratorio para ayudar a los ingenieros con experimentos básicos de microbiología o bioquímica.
Tras una breve introducción a la ingeniería bioquímica en general, el libro se divide en tres secciones principales. El primero es el bioprocesamiento mediado por enzimas, que se cubre en tres capítulos. La cinética de las enzimas se explica junto con el diseño de biorreactores discontinuos y continuos en el Capítulo 2. Este es uno de los dos capítulos principales que deben estudiarse cuidadosamente. Las técnicas de inmovilización de enzimas y el efecto de la resistencia a la transferencia de masa se presentan en el Capítulo 3 para ilustrar cómo un análisis típico de transferencia de masa, familiar para los estudiantes de ingeniería química, se puede aplicar a las reacciones enzimáticas. Se revisa la bioquímica básica de los carbohidratos y se presentan dos ejemplos de procesos enzimáticos industriales que involucran almidón y celulosa en el Capítulo 4. Los instructores pueden agregar más ejemplos actuales de procesos enzimáticos industriales o pedir a los estudiantes que hagan un proyecto de curso sobre el tema.
La segunda sección del libro trata sobre el bioprocesamiento mediado por células enteras. Dado que la mayoría de los estudiantes de ingeniería química no tienen experiencia en técnicas de cultivo celular, el Capítulo 5 presenta técnicas básicas de microbiología y cultivo celular para células animales y vegetales. Se incluyen las células animales y vegetales debido a su creciente importancia para la producción de productos farmacéuticos. Su intención es cubrir solo lo necesario para comprender la terminología y los procedimientos presentados en los siguientes capítulos. Se alienta a los lectores a estudiar más a fondo el tema leyendo cualquier libro de texto de microbiología de nivel universitario a medida que surjan las necesidades.
El capítulo 6 trata de la cinética celular y el diseño del fermentador. Este capítulo es otro de los dos capítulos principales que necesita ser estudiado cuidadosamente. El análisis cinético se basa principalmente en modelos distribuidos no estructurados. Sin embargo, al final del capítulo se cubre un modelo estructurado más riguroso. En el Capítulo 7, la ingeniería genética se explica brevemente utilizando los términos más simples posibles y los problemas de estabilidad genética se abordan como uno de los aspectos de ingeniería más importantes de las células modificadas genéticamente. La sección final trata sobre los aspectos de ingeniería del bioprocesamiento. Las técnicas de esterilización (uno de los procesos anteriores) se presentan en el Capítulo 8. Se trata como un capítulo separado debido a su importancia en el bioprocesamiento. El mantenimiento de la esterilidad completa al principio y durante la operación de fermentación es de vital importancia para un bioprocesamiento exitoso. El Capítulo 9 trata de la agitación y la aireación como uno de los factores más importantes a considerar en el diseño de un fermentador. El último capítulo es una breve revisión del procesamiento posterior.
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