Fermentación de productos Industriales
Área(s):
Producción y transformación
Carrera(s): Profesional Técnico y Profesional Técnico-Bachiller en
Química industrial
C
M
D
FEPI-02
1/37
Editor: Colegio Nacional de Educación Profesional T écnica Programa de Estudios del Módulo: Fermentación de productos industriales. Área(s): Producción y transformación Carrera(s): Profesional Técnico y Profesional Técnico –Bachiller –Bachiller en: Química Industrial. Semestre(s): Sexto. D.R Colegio Nacional de Educación Profesional Técnica. Este material es vigente a partir de febrero de 2013 Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por c ualquier medio, sin autorización por escrito del Conalep. Calle 16 de Septiembre Septiembre 147 Norte, Col. Lázaro Cárdenas, Cárdenas, Metepec, Edo. de México, C. P. 52148. HECHO EN MÉXICO. Tercera Edición 2013 www.conalep.edu.mx Fecha en que se terminó s u edición: 31 de enero de 2013.
C
M
D
FEPI-02
2/37
Directorio
Directora General Candita Victoria Gil Jiménez
Coordinador de las Áreas Básicas y de Servicios Jaime Gustavo Ayala Arellano
Secretario General Roger Armando Frías Frías
Coordinador de las Áreas de Mantenimiento e Instalación, Electricidad, Electrónica y TIC Marco Antonio Valadez Pérez
Secretario Académico Tomás Pérez Alvarado Secretaria de Administración Corazón de María Madrigal
Coordinación de las Áreas de Procesos de Producción y Transformación
Grupo de trabajo
Secretaria de Planeación y Desarrollo Institucional María Isabel Zapata Vásquez
Servicios Académicos y Educativos, S.C.
Secretario de Servicios Institucionales Salvador Alvarado Garibaldi
Grupo que actualiza
Director Corporativo de Asuntos Jurídicos Marco Antonio Islas Colín Titular de la Unidad de Estudios e Intercambio Académico Patricia Guadalupe Guadarrama Hernández
Técnico: José Juan Miranda Reyes Metodológico:
Rosalba Vázquez García
Director Corporativo de Tecnologías Aplicadas Pedro Eduardo Azuara Arechederra Director de Diseño Curricular Christian Eduardo López Losoya
C
M
D
FEPI-02
3/37
Fermentación de productos industriales
Pág.
Contenido
C
M
D
Mensaje de la Directora General Presentación del Secretario Académico
5 7
Capítulo I: 1.1 1.2
Generalidades de las Carreras Objetivo General de la Carrera Competencias Transversales al Currículum
8 9
Capítulo II: 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
Aspectos Específicos del Módulo Presentación Propósito del Módulo Mapa del Módulo Unidades de Aprendizaje Referencias Documentales
11 13 14 15 37
FEPI-02
4/37
Mensaje de la Directora General
Me es grato poner en sus manos una herramienta muy útil para orientar a los maestros en el proceso de enseñanza y para ayudar a los alumnos en la planeación de su aprendizaje. Esta, es precisamente la importancia de los programas de estudio: favorecer el desarrollo de destrezas, habilidades y valores, que les permitan afrontar con éxito los retos de la actualidad. Se trata, sin lugar a dudas, del principal recurso didáctico que tendrán a su disposición para garantizar una educación integral y de calidad. Sin dejar de lado, desde luego, aquéllos que les brinda la Biblioteca Digital de la Red Académica del CON ALEP. En ellos encontrarán los propósitos de cada módulo, la manera y el tiempo en que deben ser alcanzados, así como los respectivos criterios de evaluación. Utilizarlos en forma cotidiana y sistemática es deber de todos, teniendo siempre presente que están elaborados con base en las necesidades de lo que el sector productivo exige y la sociedad merece. México tiene depositada su confianza en el CO NALEP, como pilar de una enseñanza técnica de vanguardia. No es casual que el Gobierno de la República, a través de la Secretaría de Educación Pública, haya decidido fortalecer la noble labor que se realiza en nuestras aulas, laboratorios y talleres, con un Modelo Académico de primera. Un modelo derivado de la Reforma Integral de la Educación Media Superior: •
Que avanza hacia la consolidación del Sistema Nacional de Bachillerato y la construcción de un Marco Curricular Común;
•
Que se fortalece fortalece con las valiosas aportaciones de los profesores, estudiantes estudiantes y representantes de la iniciativa privada;
•
Que es congruente con los desafíos de la globalización;
•
Y que forja generaciones generaciones competentes, competentes, emprendedoras, emprendedoras, creativas y capaces de atender atender los los principales principales problemas del país.
Este es el perfil de los profesionales que estamos formando. Este es el compromiso que asumimos con entrega, vocación y convicción. Y esta es la razón que nos impulsa a seguir hacia adelante.
C
M
D
FEPI-02
5/37
Estimados docentes y alumnos: Yo los invito a aprovechar al máximo estos programas de estudio, como guías de nuestras responsabilidades académicas y formativas, que sirvan de facilitadores de conocimientos e instrumentos para un diálogo respetuoso, permanente y fecundo. Hagamos juntos la diferencia con la exc elencia, responsabilizándonos de la tarea que nos corresponde cumplir.
ORGULLOSAMENTE CONALEP. Demostremos que sabemos, que podemos y que somos ORGULLOSAMENTE M.A. Candita Victoria Gil Jiménez Directora General del Sistema CONALEP
C
M
D
FEPI-02
6/37
Presentación del Secretario Académico
El Modelo Académico del Colegio Nacional de Educación Profesional Técnica ofrece una respuesta orientada a la permanente necesidad de renovar y actualizar los contenidos curriculares, para hacerlos pertinentes a los cambios y demandas del entorno laboral y educativo del país y de cada una de las regiones en las que se encuentran situados nuestros planteles. Nuestra institución brinda la posibilidad de que los egresados s e inserten en el mercado laboral si así lo desean, o bien puedan continuar sus estudios en las instituciones de educación superior. El Modelo Académico del CONALEP proporciona una formación integral y permanente a nuestros alumnos, en un contexto que les permite el desarrollo de competencias profesionales y ciudadanas y los capacita para promover el desarrollo humano sustentable. Los documentos que dan soporte al Modelo Académico del CONALEP, tienen por objetivo lograr un currículum de calidad y contribuir a generar escuelas eficaces, es decir, planteles que se caractericen por su sentido de comunidad; apropiado clima escolar y de aula; uso adecuado del tiempo; alta participación de la comunidad escolar y docente; altas expectativas académicas en los estudiantes, y un uso y aprovechamiento óptimo de las instalaciones y recursos académicos existentes. Los perfiles de egreso, programas de estudio y guías pedagógicas y de evaluación, se han diseñado a partir de una metodología de competencias y bajo un enfoque constructivista del conocimiento. os maestros e instructores lo utiliza para planear y orientar las acciones pedagógicas y didácticas que lleven a la consecución de nuestra misión institucional: Formar profesionales técnicos de calidad. Cada programa de estudio es el resultado del esfuerzo intelectual de profesores, instructores, diseñadores curriculares, pedagogos, especialistas y representantes del sector productivo; en este esfuerzo cada uno de ellos ha procurado materializar sus conocimientos, habilidades y experiencias; sin embargo, como programa, constituye una propuesta educativa susceptible de reflexión, valoración y mejora, pues una de las características fundamentales del proceso educativo es ser un proyecto en constante perfeccionamiento. Así pues, s ean los program as de estudio el punto de encuentro que nos lleven a sumar esfuerzos para formar a nuestros alumnos como ciudadanos plenos y profesionales técnicos de calidad; sólo, así se justificará y tendrá razón de ser este esfuerzo colectivo de nuestra comunidad académica.
Tomás Pérez Alvarado Secretario Académico
C
M
D
FEPI-02
7/37
CAPÍTULO I: Generalidades de las Carreras. 1.1. Objetivo General de la Carrera
PT y PT-B en Química Química industrial Formar Profesionales Técnicos y Profesionales Técnicos-Bachiller com petentes para desempeñarse en el nivel de m andos medios en la productividad de procesos químicos, la mejora de la calidad de productos, capaces de aplicar técnicas y procedimientos específicos para llevar a cabo la identificación, análisis, operación, operación, supervisión y control en la producción de productos químicos, realizando y promoviendo acciones que propicien el desarrollo sustentable del sector productivo y la protección del medio ambiente de conformidad con las normas nacionales e internacionales.
C
M
D
FEPI-02
8/37
1.2. Competencias Transversales al Currículum ( * ) Competencias Genéricas Se autodetermina y cuida de sí
Atributos
Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.
1.
2.
Es sensible sensible al arte y participa participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros. Elige y practica estilos de vida saludables.
3.
Se expresa y comunica
4.
Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados.
Piensa crítica y reflexivamente
5.
Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
C
M
D
Enfrenta las dificultades que que se le presentan presentan y es consciente consciente de sus valores, valores, fortalezas y debilidades. debilidades. Identifica sus emociones, emociones, las maneja de manera constructiva constructiva y reconoce la necesidad de solicitar solicitar apoyo ante una situación que lo rebase. Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados sustentados y en el marco de de un proyecto proyecto de vida. Analiza críticamente críticamente los factores que influyen influyen en su toma de decisiones. decisiones. Asume las consecuencias consecuencias de de sus comportamientos y decisiones. Administra los recursos disponibles disponibles teniendo teniendo en cuenta las las restricciones restricciones para el logro de sus metas. metas. Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de de ideas, sensaciones y emociones. emociones. Experimenta el arte arte como un un hecho histórico compartido que que permite la comunicación entre entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido de identidad. Participa en prácticas relacionadas con el arte. Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social. Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen contribuyen a su desarrollo desarrollo humano y el de quienes quienes lo rodean. rodean. Expresa ideas y conceptos mediante representaciones representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. gráficas. Aplica distintas estrategias estrategias comunicativas comunicativas según quienes quienes sean sus interlocutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue. Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas. Se comunica comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas. Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas. Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo comprendiendo como cada uno de de sus pasos pasos contribuye al alcance de un objetivo. Ordena información de acuerdo a categorías, categorías, jerarquías jerarquías y relaciones. relaciones. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares medulares que subyacen a una serie de fenómenos. Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar probar su su validez. Sintetiza evidencias evidencias obtenidas obtenidas mediante la experimentación experimentación para producir conclusiones conclusiones y formular nuevas nuevas preguntas. preguntas. Utiliza las tecnologías tecnologías de de la información y comunicación para procesar procesar e interpretar información. información.
FEPI-02
9/37
Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
6.
Aprende de forma autónoma Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. Trabaja en forma colaborativa
7.
Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
8.
Participa con responsabilidad en la sociedad 9.
Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo.
respetuosa 10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.
Elige las fuentes de de información más relevantes para un propósito específico específico y discrimina discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias. Reconoce los propios propios prejuicios, modifica modifica sus puntos de vista al conocer conocer nuevas evidencias, e integra integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. Define metas metas y da seguimiento seguimiento a sus procesos de construcción construcción de conocimiento. conocimiento. Identifica las actividades actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo reconociendo y controlando sus reacciones reacciones frente a retos y obstáculos. Articula saberes de diversos campos y establece relaciones relaciones entre entre ellos y su vida cotidiana. cotidiana. Propone maneras de solucionar un un problema o desarrollar un proyecto proyecto en equipo, equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos. Aporta puntos puntos de vista con apertura y considera los de otras personas personas de manera reflexiva. reflexiva. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos distintos equipos de trabajo. Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución solución de conflictos. Toma decisiones decisiones a fin de contribuir a la equidad, equidad, bienestar y desarrollo democrático de la sociedad. sociedad. Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano mexicano y miembro miembro de distintas comunidades comunidades e instituciones, instituciones, y reconoce el valor de la participación como herramienta para ejercerlos. Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual individual y el interés general general de la sociedad. Actúa de manera propositiva propositiva frente a fenómenos fenómenos de la sociedad y se mantiene informado. informado. Advierte que los fenómenos fenómenos que se desarrollan en en los ámbitos local, local, nacional e internacional internacional ocurren dentro de un contexto global interdependiente. Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático democrático de igualdad de dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación. Dialoga y aprende aprende de personas personas con distintos puntos de de vista y tradiciones culturales mediante la ubicación de sus propias circunstancias en un contexto más amplio. Asume que el respeto de las diferencias es es el principio de integración y convivencia en en los contextos contextos local, nacional e internacional. Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. internacional. Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, biológicas, económicas, políticas políticas y sociales sociales del daño ambiental en un contexto contexto global interdependiente. Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente. ambiente.
*Fuente: Acuerdo 444 por el que se establecen las competencias que constituyen el Marco Curricular Común del Sistema N acional de Bachillerato.
C
M
D
FEPI-02
10/37
CAPÍTULO II: Aspectos Específicos del Módulo. 2.1. Presentación
El módulo de Fermentación de productos industriales se imparte en el sexto semestre y corresponde al núcleo de formación profesional de la carrera de Profesional Técnico y Profesional Técnico-Bachiller en química industrial. Tiene como finalidad, que el alumno aplique los fundamentos y procedimientos establecidos para la obtención de productos alimenticios fermentados mediante el uso de microorganismos y el manejo de procesos microbiológicos, que se apegan a las normas determinadas por el sector alimentario, repercutiendo directamente en la mejora de las condiciones alimentarias y fortaleciendo su inserción en el ámbito laboral de de su especialidad. Este módulo está integrado por dos unidades de aprendizaje; La primera tiene como finalidad que el alumno identifique los microorganismos de interés industrial, así como su aplicación y control en en los procesos industriales para la obtención obtención de productos alcohólicos, lácteos y acéticos fermentados; la segunda, tiene como finalidad, obtener antibióticos, vitaminas y enzimas mediante procesos de fermentación industrial todos ellos apegados a la de calidad y seguridad que establecen establecen las normas alimenticias para su consumo. La contribución del módulo al perfil de egreso egreso de la carrera en la que está considerado, radica en el desarrollo desarrollo del proceso desde la obtención, acondicionamiento, análisis, análisis, producción y conservación del producto final de acuerdo con las especificaciones de calidad y seguridad requeridas, para su consumo. El módulo es fundamental para la carrera, ya que las competencias desarrolladas en él, son complemento para reforzar los contenidos de los demás módulos que la integran, así como de los trayectos técnicos. Este m ódulo se relaciona directamente con los módulos que le anteceden de Análisis de “A qí” qí” “A qí” “P fí ” ” “A qí f” “A “ “B í” q áneamente de “A qí“ “C qí “. Además, estas competencias se com plementan con la incorporación de otras competencias básicas, las profesionales y genéricas que refuerzan la formación tecnológica y científica, y fortalecen la formación integral de los educandos; que los prepara para comprender los procesos productivos en los que está involucrado para enriquecerlos, transformarlos, resolver problemas, ejercer la toma de decisiones y desempeñarse en diferentes ambientes laborales, con una actitud creadora, crítica, responsable y propositiva; de la misma manera, fomenta el trabajo en equipo, el desarrollo pleno de su potencial en los ámbitos profesional y personal y la convivencia de manera armónica con el medio ambiente y la sociedad. El contenido de la tarea docente en este módulo tendrá que diversificarse, a fin de que los docentes realicen funciones preceptoras, las que consistirán en la guía y acompañamiento de los alumnos durante su proceso de formación académica y personal y en la definición de estrategias de participación que permitan incorporar a su familia en un esquema de corresponsabilidad que coadyuve a su desarrollo integral; por tal m otivo, deberá destinar tiempo dentro de cada unidad para brindar este apoyo a la labor educativa de acuerdo al Programa de Preceptorías.
C
M
D
FEPI-02
11/37
Por último, es necesario que al final de cada unidad de aprendizaje se considere una sesión de clase en la cual se realice la recapitulación de los aprendizajes logrados, en lo general, por los alumnos, con el propósito de verificar que éstos se han alcanzado o, en caso contrario, determinar las acciones de mejora pertinentes. En este proceso, proceso, los docentes tienen la facultad de instrumentar instrumentar las modalidades de autoevaluación, autoevaluación, coevaluación y heteroevaluación, de acuerdo con las condiciones particulares de su entorno, entorno, aun cuando de manera institucional se definen los criterios e indicadores para su aplicación.
C
M
D
FEPI-02
12/37
2.2. Propósito del módulo
Obtener productos de origen biológico mediante la aplicación de microorganismos y el manejo de procesos y técnicas específicas de fermentación aplicables en la industria química de conformidad c on los estándares de calidad y productividad para su consumo.
C
M
D
FEPI-02
13/37
2.3. Mapa del Módulo Nombre del Módulo
Unidad de Aprendizaje
Resultado de Aprendizaje 1.1 Fabrica productos alimenticios mediante procesos industriales de fermentación alcohólica de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad. 18 horas
1. Obtención de productos por fermentación alcohólica, láctica y acética. 48 horas
1.2 Fabrica productos alimenticios mediante procesos industriales industriales de fermentación láctica de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad. 15 horas
1.3 Fabrica ácidos orgánicos mediante procesos procesos industriales de fermentación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad.
Fermentación de productos industriales.
15 horas
90 horas
2.1. Elabora antibióticos mediante procesos industriales de fermentación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad. 14 horas
2. Obtención de antibióticos, vitaminas y enzimas mediante procesos de fermentación industrial.
2.2. Elabora enzimas mediante procesos industriales de fermentación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y productividad. 14 horas
42 horas
2.3 Elabora vitaminas mediante procesos industriales de ferm entación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad. 14 horas
C
M
D
FEPI-02
14/37
2.4. Unidades de Aprendizaje Unidad de aprendizaje:
Obtención de productos por fermentación alcohólica, láctica y acética
Propósito de la unidad
Realizará los procesos de la fermentación industrial mediante los procedimientos y técnicas establecidas para la obtención de productos alcohólicos, lácticos y acéticos de origen biológico de calidad y seguridad para consumo.
48 horas
1.1 Fabrica productos alimenticios mediante procesos industriales de fermentación alcohólica alcohólica de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad.
18 horas
Resultado de aprendizaje: Actividades de evaluación
1.1.1 Obtiene productos productos por fermentación alcohólica a nivel laboratorio de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad, productividad y cuidado del medio ambiente.
C
P
A
Evidencias a recopilar
Productos elaborados Reporte de resultados.
Número
Ponderación 25 %
1
Contenidos A. Antecedentes de los procesos de fermentación industrial y sus aplicaciones. Panorama actual de la industria industria de fermentaciones. Definición Objetivos Ventajas Relación con otras ciencias o Biotecnología o Microbiología industrial o Tecnología alimentaria o Diferencia entre síntesis química y fermentación industrial. Principales aplicaciones Alimentos Medicamentos Operaciones unitarias que se aplican aplican en los procesos de fermentación industrial. Transferencia de masa
C
M
D
FEPI-02
15/37
Transferencia de calor Mezclado Separación Purificación
B. Selección y mejoramiento de microorganismos de interés de interés industrial
Selección de cepas de interés interés industrial Técnicas Procedimientos Mejoramiento de microorganismos. Genética Mutación La clave genética o DNA y RNA o Teoría cromosómica Tipos de mutación y agentes agentes mutagenicos o Número de cromosomas o Cambio estructural o Cambio cualitativo
C. Descripción de los m edios de fermentación industrial
Medios de fermentación fermentación Definición Componentes o Macronutrientes o Micronutrientes o Factores de crecimiento Tipos de medios o Sintéticos o Complejos Diseño Objetivo
C
M
D
FEPI-02
16/37
Características de los medios de fermentación industrial Requerimientos nutricionales o Del microorganismo o Del proceso Disponibilidad de los componentes Materias primas fundamentales o Tipos o Costo o Disponibilidad Estabilidad en su o composición química Formulación o Fórmulas o Cantidades o Concentraciones Optimización Esterilización o Por destrucción total de microorganismos. o Por muerte o inactivación o Por eliminación con medios físicos. Desarrollo de la cinética cinética de crecimiento de los cultivos continuos. Crecimiento microbiano Estequiometria del crecimiento Cinética de crecimiento de cultivos continuos y discontinuos Metabolismo primario y secundario Fermentación tipo Batch y Fed Batch Cultivo sumergido y de superficie Aplicación de sustratos Desarrollo de inóculos a escala escala industrial
C
M
D
FEPI-02
17/37
Propagación del cultivo Técnicas de inoculación o Células inmovilizadas D. Operación del proceso de fermentación alcohólica en la industria. Productos elaborados elaborados por fermentación alcohólica Vino Cerveza Ron Brandy Identificación de microrganismos microrganismos de interés industrial en fermentación alcohólica. Levaduras o Tipos o Ventajas y desventajas Morfología Estructura Características deseables Fuentes de obtención obtención Naturales Colección Preparación de medios de cultivo cultivo Tipos Composición Formulación Técnicas y métodos métodos de producción de cepas en la fermentación alcohólica Enriquecidas Selectivas Dilución Conservación y preservación de cepas. o o
C
M
D
FEPI-02
18/37
Descripción de los sistemas de cultivo de la fermentación alcohólica Sistemas de cultivo o Cultivo continuo o Batch alimentado o Batch Biorreactores Requisitos para el inicio inicio del proceso de fermentación industrial Cepa de microorganismos Proceso a nivel piloto o Evaluación bioquímica del microorganismo o Medio de cultivo o Parámetros de control y de producción o Eficiencia del proceso Factibilidad económica Fermentadores industriales o Diseño de fermentadores o Fermentador a escala piloto o Fermentador de planta o Componentes básicos o Sistemas de medida o Sistemas de control y esterilización Principios generales del escalamiento industrial de los procesos Generalidades Objetivos Criterios Operación de las etapas de la fermentación alcohólica en la industria Propagación del cultivo Reacciones de fermentación Parámetros de producción
C
M
D
FEPI-02
19/37
Operaciones y proceso de separación y purificación de los productos Parámetros de control Tratamiento de residuos de la la fermentación
E. Determinación de la calidad de los productos obtenidos. Pruebas de calidad Físicas Químicas Microbiológicas Pruebas de inocuidad inocuidad Toxicidad Riesgos sanitarios Reportes e interpretación de resultados Elaboración de informes Hojas de control Certificados de calidad
C: Conceptual
C
M
D
P: Procedimental
A: Actitudinal
FEPI-02
20/37
Resultado de aprendizaje:
1.2 Fabrica Fabrica productos alimenticios mediante procesos industriales industriales de fermentación fermentación láctica de de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad
Actividades de evaluación 1.2.1
Obtiene productos a nivel laboratorio por fermentación láctica de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad, productividad y cuidado del medio ambiente.
C
P
A
Evidencias a recopilar
Productos elaborados Reporte de resultados
Ponderación 15 %
15 horas
Contenidos A. Contextualización del proceso de alimentos lácticos por fermentación. Productos elaborados elaborados por fermentación láctica Quesos Leches fermentadas Identificación de microorganismos microorganismos de interés industrial en fermentación láctica. Bacterias y hongos o Tipos o Ventajas y desventajas Morfología Estructura Microorganismos que contiene la leche o Homofermentativos o Heterofermentativos Características deseables Fuentes de obtención obtención Naturales Colecciones microbianas
B. Operación del proceso de fermentación láctica en la industria.
Preparación de medios de cultivo cultivo Tipos Composición Formulación
C
M
D
FEPI-02
21/37
Técnicas y métodos métodos de producción de cepas y su conservación para la fermentación láctica. Técnicas y métodos de aislamiento Técnicas de conservación o Transferencia en serie o En suelo estéril o Liofilización Congelación o Descripción de los sistemas de cultivo en la fermentación láctica Sistemas de cultivo o Cultivo continuo o Batch alimentado o Batch Biorreactores o Superficie o Sumergido Fermentadores industriales o Diseño de fermentadores o Fermentador a escala piloto o Fermentador de planta o Componentes básicos o Sistemas de medida o Sistemas de control y esterilización Cálculos y parámetros de escalamiento. o Características de la prueba piloto o Cálculos de escalamiento o Parámetros y criterios a considerar Operación de las etapas de la fermentación láctica en la industria
C
M
D
FEPI-02
22/37
Propagación del cultivo Reacciones de fermentación Parámetros de producción Operaciones y proceso de separación y purificación de los productos Parámetros de control Tratamiento de residuos de la la fermentación.
C. Determinación de la calidad de los productos obtenidos. Pruebas de calidad Físicas Químicas Microbiológicas Pruebas de inocuidad inocuidad Toxicidad Riesgos sanitarios Reportes e interpretación de resultados Elaboración de informes Hojas de control Certificados de calidad
C: Conceptual
C
M
D
P: Procedimental
A: Actitudinal
FEPI-02
23/37
Resultado de aprendizaje:
1.3 Fabrica ácidos orgánicos mediante procesos industriales de fermentación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad.
Actividades de evaluación 1.3.1
Obtiene ácidos orgánicos por fermentación a nivel laboratorio de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad, productividad y cuidado del medio ambiente.
C
P
A
Evidencias a recopilar
Productos elaborados Reporte de resultados.
Ponderación 15 %
15 horas
Contenidos A. Contextualización del proceso de obtención de ácidos orgánicos por fermentación. Productos elaborados Ácido cítrico Ácido acético Identificación de microorganismos microorganismos de interés industrial en las fermentaciones de ácidos orgánicos. Hongos y bacterias o Tipos o Ventajas y desventajas Morfología Estructura Características deseables Fuentes de obtención obtención Naturales Colecciones microbianas
B. Operación del proceso de obtención de ácidos orgánicos por fermentación industria.
Preparación de medios de cultivo cultivo Tipos Composición
C
M
D
FEPI-02
24/37
Formulación Sustratos empleados Técnicas y métodos métodos de producción de cepas y su conservación con ácidos orgánicos Técnicas y métodos de aislamiento Técnicas de conservación Descripción de los sistemas de cultivo en la fermentación de Ac.orgánicos Sistemas de cultivo o Cultivo continuo Batch alimentado o o Batch Biorreactores o Superficie o Sumergido Fermentadores industriales o Diseño de fermentadores o Fermentador de laboratorio o Fermentador a escala piloto o Componentes básicos o Sistemas de medida o Sistemas de control y esterilización Cálculos y parámetros de escalamiento. o Características de la prueba piloto o Cálculos de escalamiento o Parámetros y criterios a
C
M
D
FEPI-02
25/37
considerar Operación de las etapas en los procesos de elaboración de ácidos orgánicos por fermentación Propagación del cultivo Reacciones de fermentación Parámetros de producción Operaciones y proceso de separación y purificación de los productos Parámetros de control Tratamiento de residuos de la la fermentación.
C. Determinación de la calidad de los productos obtenidos. Pruebas de calidad Físicas Químicas Microbiológicas Pruebas de inocuidad inocuidad Toxicidad Riesgos sanitarios Reportes e interpretación de resultados Elaboración de informes Hojas de control Certificados de calidad
Sesión para recapitulación y entrega de evidencias. C: Conceptual
C
M
D
P: Procedimental
A: Actitudinal
FEPI-02
26/37
Unidad de aprendizaje:
Obtención de antibióticos, vitaminas y enzimas mediante procesos de fermentación industrial.
Propósito de la unidad
Realizará los procesos de la fermentación industrial mediante los procedimientos y técnicas establecidas para la obtención de antibióticos, enzimas y vitaminas de origen biológico de calidad y seguridad para consumo.
42 horas
2.1 Elabora antibióticos mediante procesos industriales de fermentación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y productividad.
14 horas
Resultado de aprendizaje: Actividades de evaluación
2.1.1 Obtiene antibióticos antibióticos por procesos de fermentación a nivel laboratorio de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad, productividad y cuidado del medio ambiente.
C
P
A
Evidencias a recopilar
Productos elaborados Reporte de resultados.
Ponderación 15 %
Número
2
Contenidos A. Contextualización del proceso de obtención de antibióticos por fermentación. Aplicaciones Área terapéutica Para agricultura Identificación de microorganismos de interés industrial en obtención de antibióticos. Bacterias y hongos Morfología Estructura Fuentes de obtención obtención Naturales Colecciones microbianas B. Operación del proceso de obtención de antibióticos por fermentación industrial. Preparación de medios de cultivo cultivo Tipos Composición Formulación Sustratos empleados Técnicas y métodos métodos de producción de cepas y su conservación para la elaboración de antibióticos
C
M
D
FEPI-02
27/37
Técnicas y método de aislamiento Técnicas de conservación Descripción de los sistemas de de cultivo en la obtención de antibióticos por fermentación Características deseables de los antibióticos o Baja toxicidad o Alta actividad De alto espectro o o Características fisicoquímicas Problemas para su producción o Problemas de aislamiento o Problemas de cultivo y propagación o Problemas en el equipo de fermentación o Problemas en los métodos de extracción y purificación Sistemas de cultivo o Cultivo continuo o Batch alimentado o Batch Biorreactores o Superficie o Sumergido Fermentadores industriales o Diseño o Fermentadores o Fermentador a escala piloto o Componentes básicos Sistemas de medida o Sistemas de control y esterilización Cálculos y parámetros de escalamiento.
C
M
D
FEPI-02
28/37
Características de la prueba piloto o Cálculos de escalamiento o Parámetros de escalamiento industrial Operación de las etapas para la obtención de penicilina a nivel industrial Desarrollo de cepas Cinética de crecimiento Rendimientos nutricionales Parámetros de producción Tecnología del proceso o Esterilización o Medios de fermentación o Operaciones unitarias o Materiales y equipos(reactores) Tratamiento de residuos de la la fermentación. Economía del proceso Producción comercial C. Determinación de la calidad de los productos obtenidos. Pruebas de calidad Físicas Químicas Microbiológicas Pruebas de inocuidad Toxicidad Riesgos sanitarios Reportes e interpretación de resultados Elaboración de informes Hojas de control Certificados de calidad o
C: Conceptual
C
M
D
P: Procedimental
A: Actitudinal
FEPI-02
29/37
Resultado de aprendizaje:
2.2 Elabora enzimas mediante procesos industriales de fermentación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad.
Actividades de evaluación 2.2.1. Obtiene enzimas por procesos de fermentación a nivel laboratorio de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad, productividad y cuidado del medio ambiente.
C
P
A
Evidencias a recopilar
Productos elaborados Reporte de resultados.
Ponderación 15 %
14 horas
Contenidos A. Contextualización de la producción de enzimas por fermentación industrial. Aplicaciones Medicamentos Alimentos Detergentes biológicos Identificación de microorganismos de interés industrial en la obtención de enzimas. Bacterias, hongos y levaduras o Tipos o Ventajas y desventajas Morfología Estructura Fuentes de obtención obtención Origen animal Origen vegetal Origen microbiano Formas de obtención Intracelulares Extracelulares Microorganismos de importancia importancia industrial A. Níger A. Orisae B. Subtillis
C
M
D
FEPI-02
30/37
B. Operación del proceso de obtención de enzimas por fermentación industrial. Preparación de medios de cultivo cultivo Tipos Composición Formulación Sustratos empleados Técnicas y métodos métodos de producción de cepas y su conservación para la elaboración de enzimas Técnicas y métodos de aislamiento Técnicas de conservación Descripción de los sistemas de cultivo en la obtención de enzimas por fermentación Sistemas de cultivo o Cultivo continuo o Batch o Biorreactores Fermentadores industriales o Diseño o Fermentadores de planta o Fermentador a escala piloto o Componentes básicos o Sistemas de medida o Sistemas de control y esterilización Cálculos y parámetros de escalamiento. o Características de la prueba
C
M
D
FEPI-02
31/37
piloto Cálculos de escalamiento o Parámetros de escalamiento industrial. Operación de las etapas para para la obtención de una enzima microbiana a nivel industrial Selección de microorganismos Clasificación de microorganismos para la producción de enzimas. Selección de las enzimas o Localización en la célula o Naturaleza del microorganismo productor de enzimas o Rendimiento y pureza de la producción de enzimas o Métodos de obtención a nivel industrial Obtención del inoculo inoculo para la producción de las enzimas de acuerdo con las siguientes operaciones: o Manipulación de la cepa o Empleo de matraces agitados o Empleo de tanques semilla Empleo de tanques de o fermentación o Separación del micelio Operación de las etapas de obtención obtención de enzimas a nivel industrial Selección y acondicionamiento del o
C
M
D
FEPI-02
32/37
microorganismo Preparación del Cultivo Cinética de crecimiento Determinación de los rendimientos nutricionales Verificación de parámetros de producción Operaciones de separación y purificación Tratamiento de residuos de la la fermentación.
C. Determinación de la calidad de los productos obtenidos. Pruebas de calidad Físicas Químicas Microbiológicas Pruebas de inocuidad inocuidad Toxicidad Riesgos sanitarios Reportes e interpretación de resultados Elaboración de informes Hojas de control Certificados de calidad
C: Conceptual
C
M
D
P: Procedimental
A: Actitudinal
FEPI-02
33/37
Resultado de aprendizaje:
2.3 Elabora vitaminas mediante procesos industriales de fermentación de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad y de productividad.
Actividades de evaluación 2.3.1
Obtiene vitaminas por procesos de fermentación a nivel laboratorio de acuerdo a especificaciones técnicas de calidad, productividad y cuidado del medio ambiente.
C
P
A
Evidencias a recopilar
Productos elaborados Reporte de resultados.
Ponderación 15 %
14 horas
Contenidos A. Contextualización de la producción producción de vitaminas por fermentación. Aplicaciones Medicamentos Alimentos Microorganismos de interés industrial industrial en la obtención de vitaminas. Bacterias, hongos y levaduras o Tipos o Ventajas y desventajas Morfología Estructura Fuentes de obtención obtención Tejidos animales Fermentación Síntesis química
(HETEROEVALUACION)
B. Operación del proceso de obtención de vitaminas por fermentación industrial . Preparación de medios de cultivo cultivo Tipos Composición y formulación Sustratos empleados Técnicas y métodos métodos de producción de cepas en los procesos de
C
M
D
FEPI-02
34/37
elaboración de vitaminas Técnicas y métodos de aislamiento Técnicas de conservación Descripción de los sistemas de cultivo en la obtención de vitaminas por fermentación Sistemas de cultivo o Cultivo continuo o Batch o Biorreactores Fermentadores industriales o Diseño o Fermentador de laboratorio o Fermentador a escala piloto o Componentes básicos o Sistemas de medida o Sistemas de control y esterilización Cálculos y parámetros de escalamiento. o Características de la prueba piloto o Cálculos de escalamiento o Parámetros de escalamiento industrial Operación de las etapas del proceso de obtención de vitaminas a nivel industrial Selección del microorganismo Preparación del cultivo
C
M
D
FEPI-02
35/37
Acondicionamiento Cinética de crecimiento Rendimientos nutricionales Parámetros de producción Tecnología del proceso o Esterilización o Medios de fermentación o Operaciones unitarias o Materiales y equipos Tratamiento de residuos de la la fermentación.
C. Determinación de la calidad de los productos obtenidos. Pruebas de calidad Físicas Químicas Microbiológicas Pruebas de inocuidad inocuidad Toxicidad Riesgos sanitarios Reportes e interpretación de resultados Elaboración de informes Hojas de control Certificados de calidad
Sesión para recapitulación y entrega de evidencias. C: Conceptual
C
M
D
P: Procedimental
A: Actitudinal
FEPI-02
36/37
2.5. Referencias Documentales Básica: Cortés, José A. Ensayos Microbiológicos. Manual de Laboratorio . Volumen I y II. Barcelona, España: Reverté, 2002. Damien, Alain. La Biomasa: Fundamentos, Tecnologías y Aplicaciones. España. Mundi-Prensa, 2010. Díaz Z., Juan; Juárez Oropeza, Marco A. Bioquímica. México, 1° Edición Mc Graw Hill, 2007. D.A.A.Mossel; B. Moreno y C.B. Struijk. Microbiología de los Alimentos . España, 2° Edición, ACRIBIA, 2006. . Biotecnología Básica. México, Trillas, 2002. Ratledge, Colin; Kristiansen, Bjorn. Biotecnología Básica. España. Acribia, 2009. W Bamforth, Charles. Alimentos, Fermentación y Microorganismos/ Foods, Fermentation and Microorganisms. España. Acribia, 2007. Complementaria: Madigan, M.T.; J.M. Martinko y J. Parker. Brock: Biología de los Microorganismos. 10ª edición, Madrid, España, Pearson-Prentice-Hall, 2003. González-Morán, María Genoveva. Técnicas de Laboratorio en Biología Celular y Molecular. México, D.F, AGT EDITOR, S.A. ISBN: 968-463-138-3 y 978-968-463-138-0, 2008. Rifkin, Jeremy. El siglo de la Biotecnología: el Comercio Genético y el Nacimiento de un Mundo Feliz . . P 9. 9. Tambornini, Ezequiel. Ezequiel. Biotecnología La Otra Guerra. USA. Fondo De Cultura Económica 2003. 2003. Páginas Web: Biotecnología. Disponible en: http://www.slideshare.net/Milto http://www.slideshare.net/Miltonmontano/biote nmontano/biotecnologia-7620870 cnologia-7620870 . (01-09-2012) Fermentaciones Industriales. Disponible en: http://www.slideshare http://www.slideshare.net/annaherrera/fe .net/annaherrera/fermentaciones-ind rmentaciones-industriales ustriales (01-09-2012) http://www.slideshare.net/johncito01/fermentaci to01/fermentacin-industrial-2900199 n-industrial-2900199 (01-09-2012) Fermentación Industrial. Disponible en: http://www.slideshare.net/johnci Fermentación Microbiana Disponible en: http://microindustrialfermentaci http://microindustrialfermentacion.espacioblo on.espacioblog.com/ g.com/ (01-09-2012) http://www.unicauca.edu.co/biotecn .co/biotecnologia/edic ologia/ediciones/vol iones/vol1/Ar11.pdf 1/Ar11.pdf (01-09-2012) Industrialización de Enzimas Disponible en: http://www.unicauca.edu Microbiología Industrial Disponible en: http://www.science.oas.org/Si http://www.science.oas.org/Simbio/mbio mbio/mbio_ind/mbio_ind _ind/mbio_ind.htm .htm (01-09-2012) Microbiología Industrial Disponible en: http://www.unavarra.es/genmic/micind-2.htm (01-09-2012) Proceso de Fermentación Disponible en: http://www.biologia.edu.ar/micro http://www.biologia.edu.ar/microind/Selecci ind/Seleccion,%20Mantenimie on,%20Mantenimiento%20y%20mejora nto%20y%20mejoramiento.htm miento.htm (01-092012) Producción Industrial de enzimas. Disponible en: http://www.alimentaria http://www.alimentariaonline.com online.com/apadmin/img /apadmin/img/upload/MA002 /upload/MA002_enzimas4WSF.p _enzimas4WSF.pdf df (01-09-2012)
C
M
D
FEPI-02
37/37
