P4141201 - Tecnoloxías para a valorización da biomasa (Investigación e Desenvolvemento) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 3.00
• Total: 3.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 14.00
• Clase Interactiva Seminario: 12.00
• Horas de Titorías: 1.00
• Total: 27.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007
• Departamentos: Enxeñaría Química
• Áreas: Enxeñaría Química
• Centro: Escola Técnica Superior de Enxeñaría
• Convocatoria: 2º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
GONZALEZ ALVAREZ, JULIA.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	NON	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	NON	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
A transformación de residuos/biomasa en produtos de alto valor engadido (é dicir, a
súa valorización) está xurdindo como unha forte tendencia como consecuencia do
esgotamento dos recursos naturais, o aumento das emisións que provocan o efecto
invernadoiro e a sensibilización acerca da necesidade dun desenvolvemento sostible en
termos dunha reutilización segura dos residuos e a biomasa. Nesta materia preténdese
presentar unha panorámica completa das posibles alternativas a seguir para conseguir a
devandita reutilización de maneira que se adquira ademais a capacidade de formular, para un
residuo dado, o/os camiño/s óptimos para a súa valorización.
Os obxectivos que se perseguen inclúen:
- Comprender as traxectorias a seguir no desenvolvemento de produtos e procesos.
- Comprender as propiedades e composición da biomasa, os procesos de fabricación e a
ciencia e enxeñaría dos materiais derivados dos recursos renovables.
- Adquirir a capacidade para deseñar e xestionar tecnoloxías eficaces, economicamente
rendibles e ambientalmente aceptables para producir combustibles, produtos
químicos, materiais e enerxía a partir de materiais renovables.
Contidos
Os contidos que se desenvolven na materia son os indicados no descriptor da materia no plan de estudos do Máster Universitario en Enxeñaría Química e Bioprocesos:
. O reto dun desenvolvemento sostible.
. Os recursos renovables: natureza e dispoñibilidade.
. Un concepto integrado: A biorrefinería.
. A biomasa como fonte renovable de enerxía.
. Bioadhesivos para a industria da madeira.
. Desenvolvemento e aplicación de bioadsorbentes.
. Obtención de antioxidantes naturais.

O programa da materia estruturouse en sete Temas cuxos contidos son os que se detallan a continuación:

TEMA 1. TECNOLOXÍAS BASEADAS EN RECURSOS RENOVABLES. AS BIOREFINERÍAS.
O reto dun desenvolvemento sostible. Indicadores de sostibilidade para produtos e procesos. Os recursos renovables. Natureza e dispoñibilidade. A biomasa e a súa clasificación. Un concepto integrado. A biorefinería. Tipos de biorefinerías.

TEMA 2. OBTENCIÓN DE PRODUTOS QUÍMICOS A PARTIR DE MATERIAIS LIGNOCELULÓSICOS.
Materias primas lignocelulósicas. Orixe e composición. Métodos de conversión de materiais lignocelulósicos. Pretratamentos. Procesos de deslignificación. Illamento da lignina e áreas de aplicación. Illamento de hemicelulosas e áreas de aplicación. Illamento da celulosa e áreas de aplicación.

TEMA 3. BIOADHESIVOS PARA A INDUSTRIA DA MADEIRA.
Situación actual da industria dos adhesivos para taboleiros de madeira. Bioadhesivos: perspectiva histórica e necesidades da industria da madeira. Adhesivos baseados en lignina. Pretratamentos. Formulacións de adhesivos con lignina. Adhesivos baseados en taninos. Os taninos. Clasificación. Formulacións de adhesivos baseados en taninos.

TEMA 4. FABRICACIÓN DE TABOLEIROS DE MADEIRA.
Clasificación dos taboleiros de madeira. Características. Fabricación de taboleiros contrachapado. Fabricación de taboleiros de partículas. Fabricación de taboleiros de fibra de densidade media.

TEMA 5. O APROVEITAMENTO ENERXÉTICO DA BIOMASA.
Situación actual do sector da enerxía. As enerxías renovables: a biomasa como fonte renovable de enerxía. Procesos de aproveitamento enerxético da biomasa. Clasificación: procesos físicos, microbiolóxicos, termoquímicos e químicos. Produción de briquetas e pellets. Produción de biodiésel e bioetanol. Gasificación. Pirólise. Combustión. Obtención de electricidade a partir da biomasa.

TEMA 6. DESENVOLVEMENTO E APLICACIÓN DE BIOADSORBENTES PARA A ELIMINACIÓN DE CONTAMINANTES DE AUGAS RESIDUAIS.
Estado actual e perspectivas futuras dos adsorbentes. Tipos de materiais absorbentes. Os bioadsorbentes. Tratamentos para a súa modificación química. A biomasa como precursora de carbóns activados. Emprego de bioadsorbentes para a eliminación de contaminantes de aguas.Caracterización do bioadsorbente. Adsorción en discontinuo e en continuo. Modelización do
proceso de adsorción. Avaliación das propiedades de adsorción. Rexeneración do bioadsorbente.

TEMA 7. OBTENCIÓN DE ANTIOXIDANTES NATURAIS A PARTIR DA BIOMASA.
Os antioxidantes. Clasificación dos antioxidantes. Fontes de antioxidantes naturais. Flavonoides e compostos relacionados. Procesos de illamento. Aplicacións.



Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía básica
Clark, J.H., Desbarte, F., Introduction to Chemicals from Biomass. John Wiley & Sons, New York
(2008)
Kamm, B., Gruber, P.R., Kamm, M., Eds., Biorefineries-industrial processes and products: status
quo and future directions. Vol. 1 y 2. Wiley-VCH, Weinheim (2006)

Bibliografía complementaria
Libros
Obtención de produtos a partir de recursos renovabeis
Bergeron, C., Carrier, D.J., Ramaswamy, S., Biorefinery co-products. John Wiley & Sons, Chichester (2012)
Brown, R.C., Thermochemical conversion of biomass. Conversions into Fuels, Chemicals and Power, John Wiley & Sons, Chichester (2011)
Brown, R.C., Biorenewable Resources: Engineering New Products from Agriculture, John Wiley
& Sons, New York (2003)
Dewulf, J., Langenhove, H.V., Renewables-Based technology: Sustainability Assessment. John Wiley & Sons, New York (2006)
Yang, S.-T., ed., Bioprocessing for value-added products from renewable resources. Elsevier (2006)
Stevens, C., Verhé, R., Eds., Renewable Bioresources: Scope and Modification for Non-Food
Applications. John Wiley & Sons, New York (2004)
Adhesivos basados en produtos naturais. Taboleiros de madeira.
Hemingway, R.W., Conner, A.H., Adhesives from Renewable Resources, ACS Symposium Series 385, American Chemical Society, Washington (1989)
Pizzi, A., Ed., Wood adhesives: Chemistry and Technology. Vol 1 y 2. Marcel Dekker, New York (1983, 1989)
Pizzi, A., Mittal, K.L., Handbook of Adhesive Technology. Marcel Dekker, New York (2003)
Wool, R., Sun, X.S., Bio-Based Polymers and Composites. Elsevier (2005)
Rowell, R.M., Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites, CRC Press, Boca Ratón (2005)
Antioxidantes
Madhavi, D.L., Deshpande, S.S., Salunkhe, D.K. Eds., Food Antioxidants. Technological,
Toxicological and Health Perspectives, Marcel Dekker, New York (1996)
Pokorny, J., Yanishleva, N., Gordon, M. Eds., Antioxidants in food. Practical applications, CRC
Press, Boca Ratón (2001)
Adsorbentes
Cooney, D. O. Adsorption design for wastewater treatment, Lewis Publishers, (1999)
McKay, G. Ed., Use of adsorbents for the removal of pollutants from wastewaters, CRC press,
Boca Raton (1996)
Mota, J. P., Lyubchik, S. Eds., Recent advances in Adsorption Processes for Environmental Protection and Security Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Recent Advances in Adsorption Processes for Environmental Protection and Security, Kyiv, Ukraine, 9-12 September 2006, Springer Netherlands (2008)
Toth, J. Ed., Adsorption: theory, modelling and analysis, Marcel Dekker, New York (2002)
Volesky, B., Sorption and Biosorption. BV Sorbex, Montreal-St.Lambert (2003)
Pizzi, A., Ed., Wood adhesives: Chemistry and Technology. Vol 1 y 2. Marcel Dekker, New York
(1983, 1989)
Yang, R. T. Adsorbents: fundamental and application, Wiley-Interscience, New Jersey (2003)
Aproveitamento enerxético da biomasa
Kitani, O., Ed., CIGR Handbook of Agricultural Engineering. Vol.V. Energy and Biomass Engineering. American Society of Agricultural Engineers (1999)
Klass, D., Biomass for Renewable Energy, Fuels and Chemicals. Elsevier (1998)
Rosillo-Calle, F., Hemstock, S., de Groot, P., Woods, J., Biomass Assessment Handbook-
Bioenergy for a Sustainable Environment. Earthscan (2006)
Soetaert, W., Vandamme, E., Eds., Biofuels. John Wiley & Sons, New York (2009)
Revistas
Bioresource Technology, Industrial Crops and Products, Biomass and Bioenergy Journal of Agriculture and Food Chemistry, Food Chemistry, Journal of Food Engineering, Wood Science and Technology, Journal of Hazardous Materials, Water Research, Chemical Engineering Journal, Biotechnolgy Advances, Progress in Energy and Combustion Science, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, etc.
Competencias
Competencias xerais e básicas:
CG2. - Saber aplicar e integrar os seus coñecementos, a comprensión destes, a súa fundamentación científica e as súas capacidades de resolución de problemas en ámbitos novos e definidos de forma imprecisa, incluíndo contextos de carácter multidisciplinar tanto investigadores coma profesionais altamente especializados.
CG5. - Integrar coñecementos e enfrontarse á complexidade de emitir xuízos e toma de decisións, a partir de información incompleta ou limitada, que inclúan reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas do exercicio profesional.
CG7. - Aplicar coñecementos de matemáticas, física, química, bioloxía e outras ciencias naturais, obtidos mediante estudo, experiencia, e práctica, con razoamento crítico para establecer solucións viables economicamente a problemas técnicos.
CG10. - Ter capacidade de análise e síntese para o progreso continuo de produtos, procesos, sistemas e servizos utilizando criterios de seguridade, viabilidade económica, calidade e xestión ambiental.
CG16. - Saber transmitir dun modo claro e sen ambigüidades a un público especializado ou, non resultados procedentes da investigación científica e tecnolóxica ou do ámbito da innovación máis avanzada, así como os fundamentos máis relevantes sobre os que se sustentan.
CG17. - Desenvolver habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que haberá de ser en boa medida autodirixido ou autónomo.
CG18. - Posuír e comprender coñecementos que acheguen unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación.
Competencias específicas:
CE4. - Capacidade para aplicar o método científico e os principios da enxeñaría e economía, para formular e resolver problemas complexos en procesos, equipos, instalacións e servizos, nos que a materia experimente cambios na súa composición, estado ou contido enerxético, característicos da industria química e doutros sectores relacionados entre os que se encontran o farmacéutico, biotecnolóxico, materiais, enerxético, alimentario ou ambiental.
CE5. - Concibir, proxectar, calcular, e deseñar procesos, equipos, instalacións industriais e servizos, no ámbito da enxeñaría química e sectores industriais relacionados, en termos de calidade, seguridade, economía, uso racional e eficiente dos recursos naturais e conservación do medio
CE6. - Deseñar produtos, procesos, sistemas e servizos da industria química, así como a optimización doutros xa desenvolvidos, tomando como base tecnolóxica as diversas áreas da enxeñaría química, comprensivas de procesos e fenómenos de transporte, operacións de separación e enxeñaría das reaccións químicas, nucleares, electroquímicas e bioquímicas.
Competencias transversais:
CT1. - Desenvolver capacidades asociadas ao traballo en equipo: cooperación, liderado, saber escoitar. Liderar e definir equipos multidisciplinares capaces de resolver cambios técnicos e necesidades directivas en contextos nacionais e internacionais.
CT6. - Compromiso ético no marco do desenvolvemento sostible.

Metodoloxía da ensinanza
As técnicas docentes utilizadas inclúen leccións maxistrais, seminarios para o estudo de casos ou preparación de temas en grupos de traballo e titorías obrigatorias (ademais das opcionais que o alumno poderá utilizar nos horarios establecidos).
Para expoñer os conceptos teóricos básicos empregarase a lección maxistral, apoiada co emprego de presentacións de Powerpoint, videos, etc. Nos seminarios formularase a análise de detallado dalgúns procesos así como o estudo dalgúns tópicos de interese en grupos de traballo apoiándose en estudos recentemente publicados. Tamén se considera a posibilidade de desenvolver un traballo en grupo enfocado ao deseño dun proceso de aproveitamento de biomasa. Adicionalmente, considerarase a posibilidade de contar con profesionais da industria para presentar algún tema de interese nas sesións de seminario.
Preténdese ter un control do grao de compresión e asimilación dos coñecementos por parte dos alumnos como medio de avaliación continua. Todo o material empregado na aula estará dispoñible no curso do Campus Virtual, xuntamente con outro material complementario e enlaces de interese. Así mesmo, o curso virtual servirá como medio de comunicación profesor-alumno.
Sistema de evaluación
Efectuarase un seguimento da aprendizaxe dos estudantes mediante a realización de actividades e traballos de forma individual e/ou en grupo. Terase en conta a asistencia e participación activa nas clases. Así mesmo, os estudantes realizarán un exame con cuestións teóricas e prácticas que permitirá individualizar a cualificación final.
A distribución da cualificación será a seguinte:
a) Exame: 45%
b) Traballos/actividades/memorias de prácticas: 50%
c) Titorías/Informe do profesor: 5%

. Deberá alcanzarse unha cualificación mínima de 4 puntos en cada apartado da avaliación.
. Na convocatoria extraordinaria de xullo consérvanse as cualificacións obtidas nos apartados b) e c) se se superou o mínimo esixido. Noutro caso, indicarase ao alumno a posibilidade e a forma de recuperación.
. As cualificacións dos traballos, actividades e titorías comunicaranse ao alumno antes do exame.
. Non se conservan cualificacións dun curso para o seguinte.
Tempo de estudo e traballo persoal
A materia ten unha carga de traballo de 3 ECTS, correspondendo 1 crédito ECTS a 25
h de traballo total, distribuidos da seguinte forma:

Actividade Horas presenciais Horas traballo alumno ECTS

Clases maxistrais 14,0 14,0 1,12
Seminarios 12,0 15,0 1,08
Aula informática -- -- --
Prácticas laboratorio -- -- --
Titorías grupo 1,0 4,0 0,20
Subtotal 27,0 33,0 2,40
Titorías individualizadas 1,0 4,0 0,20
Exame e revisión 2,0 8,0 0,40
Total 30,0 45,0 3,0

Recomendacións para o estudo da materia
Traballarase con algúns materiais en inglés polo que se recomenda certo dominio do idioma.
Observacións
A materia impartirase en castelán.