Biosystem & Bioprocesses Engineering
From mathematical modeling and computer-aided simulation to design, control and optimization of bioprocesses and biological systems.
The world around us can be explained to a great extent by understanding the systems that compose it and the processes that connect them.
The IIM-CSIC's Biosystem & Bioprocess Engineering group seeks to develop new methods and tools (mainly software) for process systems engineering, which enable the simulation, optimization and control of bioprocesses, such as those involved in food processing and preservation and in industrial biotechnology.
The group applies process systems engineering methods to improve the efficiency of key industrial processes, reducing their environmental impact and improving the quality and safety of their products.
Its focus is model identification, optimization, monitoring and robust control of non-linear dynamic systems, including distributed parameter systems (convection-diffusion-reaction). The group considers a broad spectrum of applications, namely fisheries management, food processing, quality and safety—including antimicrobial resistance—and industrial biotechnology.
- DATAMARE -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Plataforma integrada de datos mariños</p>
Principal investigator:VeloLanchasAntónFunding body:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I con las CCAA del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia (NextGenerationEU).Funding for IIM-CSIC:112585€Go to project pageFromto - PreCalA -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Ferramentas para a predición da calidade en productos da acuicultura</p>
Principal investigator:VilasFernándezCarlosFunding body:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia. Financiado por FEMP/FEMPA.Funding for IIM-CSIC:100281€Go to project pageFromto - DigitAlg -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Xemelgo dixital do cultivo de algas na acuicultura multitrófica integrada</p>
Principal investigator:BalsaCantoEvaFunding body:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia. Financiado por FEMP/FEMPA.Funding for IIM-CSIC:122667€Go to project pageFromto - ATOPES -
<p>Programa Ciencias Mariñas: Aplicación de Tecnoloxías Innovadoras para a Obtención de Datos Pesqueiros</p>
Principal investigator:TaboadaAnteloLuisFunding body:El Programa de Ciencias Mariñas de Galicia es 1 de los 5 programas de Ciencias Marinas de los Planes Complementarios de I+D+I con las CCAA del Plan de Recuperación Transformación y Resilencia (NextGenerationEU).Funding for IIM-CSIC:137391€Go to project pageFromto - LIFE REFISH -
<p>Flexible biorefinery to valorise discards and by-products of the European fish and seafood production (REFISH)</p>
Principal investigator:VázquezÁlvarezXosé AntónFunding body:LIFE Environment (Nature & Circular Economy)Funding for IIM-CSIC:357637€Go to project pageFromto
- Pedreira, A.; Vázquez, J.A.; García, M.R. (2022) Kinetics of Bacterial Adaptation, Growth, and Death at Didecyldimethylammonium Chloride sub-MIC Concentrations Frontiers in Microbiology DOI:10.3389/fmicb.2022.758237
- Ovalle, J.C.; Vilas, C.; Antelo, L.T. (2022) On the use of deep learning for fish species recognition and quantification on board fishing vessels Marine Policy DOI:10.1016/j.marpol.2022.105015
- González, P.; Osorio, R.R.; Pardo, X.C.; Banga, J.R.; Doallo, R. (2022) An efficient ant colony optimization framework for HPC environments Applied Soft Computing Journal DOI:10.1016/j.asoc.2021.108058
- Otero-Muras I; Banga JR (2021) Synthetic Gene Circuit Analysis and Optimization " Computational Methods in Synthetic Biology" Humana Press / Springer ISBN:978-1-0716-0822-7
- Otero-Muras I; Banga JR (2021) Automated Biocircuit Design with SYNBADm " Synthetic Gene Circuits" Springer ISBN:978-1-0716-1031-2
- TFM - Andrea Arribas Jimeno (26/09/2022) Aplicabilidad de la tecnología de imágenes hiperespectrales (HSI) como método no invasivo para la evaluación de la calidad del pescado UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
- TFM - Artai Rodríguez Moimenta (19/07/2020) Desarrollo de un modelo de corte mecanístico que permita describir un proceso de fermentación mixta Universidad de Vigo (UVigo)
- TFG - Laura Honrubia Baamonde (11/07/2019) Optimization of Benzalkonium Chloride treatment in the disinfection of L. Monocytogenes in the Food Industry UNIVERSIDAD DE LLEIDA
- TFM - Pablo de la Torre Fernández (20/09/2018) Modelado del proceso de fermenatición vínica: co-cultivo de especies no convencionales Universidade da Coruña
- PhD - Alejandro López Núñez (18/07/2018) CONTRIBUTIONS TO MATHEMATICAL MODELLING AND NUMERICAL SIMULATION OF BIOFILMS UdC
- WASHTOP -
<p>Water Associated Safety Hazards in the Treatment of Produce</p>
Principal investigator:RodríguezGarcíaMíriamFunding body:European Food Safety Authority (EFSA)Funding for IIM-CSIC:80000€Go to project pageFromto
- Capacidades | Evaluación de amenazas y puntos de control críticos en las cadenas de valor de los productos del mar
Evaluación y desarrollo de protocolos para identificar los puntos y productos más problemáticos en cuanto a contaminación microbiológica e infestación parasitaria a lo largo de la cadena de valor de los productos del mar.
- Capacidades | Desarrollo de bioprocesos (biorrefinerías) para extraer bioproductos y compuestos bioactivos a partir de subproductos de la industria alimentaria
Desarrollo de bioprocesos que permiten extraer componentes útiles de interés industrial a partir de descartes y de subproductos y efluentes de la industria alimentaria. Caracterización bioquímica de componentes útiles presentes en distintos tipos de productos y subproductos pesqueros, como colágeno de la piel, enzimas de las vísceras, condroitín sulfato presente en el cartílago, quitina de los caparazones de crustáceos y de los huesos de sepia o hidrolizados de proteínas obtenidos del músculo. Evaluación de aplicaciones potenciales de estos compuestos mediante la caracterización de sus actividades biológicas (antioxidantes, etc.) y sus propiedades funcionales para su uso en diversas industrias, como la biomédica, química, cosmética, alimentaria, etc.
- Capabilities | Design of disinfection procedures and modeling for the prevention of antimicrobial resistance
Development of chemical (combinations of disinfectants, essential oils) and biological (enzymes, phages) strategies that are effective for removing monospecific and mixed microbial biofilms from surfaces in the food industry. Biocide testing and development of better biocide dosage strategies for the food industry, ensuring food safety while avoiding antimicrobial resistance acquisition.
- Capacidades | Avaliación de ameazas e puntos de control críticos nas cadeas de valor dos produtos do mar
Avaliación e desenvolvemento de protocolos para identificar os puntos e produtos máis problemáticos canto á contaminación microbiolóxica e infestación parasitaria ao longo da cadea de valor dos produtos do mar.
- Capacidades | Desenvolvemento de bioprocesos (biorrefinerías) para extraer bioprodutos e compostos bioactivos a partir de subprodutos da industria alimentaria
Desenvolvemento de bioprocesos que permiten extraer compoñentes útiles de interese industrial a partir de descartes e de subprodutos e efluentes da industria alimentaria. Caracterización bioquímica de compoñentes útiles presentes en distintos tipos de produtos e subprodutos pesqueiros, como coláxeno da pel, encimas das vísceras, condroitín sulfato presente na cartilaxe, quitina das coirazas de crustáceos e das cunchas de xiba ou hidrolizados de proteínas obtidos do músculo. Avaliación de aplicacións potenciais destes compostos mediante a caracterización das súas actividades biolóxicas (antioxidantes, etc.) e as súas propiedades funcionais para o seu uso en diversas industrias, como a biomédica, química, cosmética, alimentaria, etc.
- Software | CRNreals: distinguishability analysis of biochemical reaction networks
A software toolbox that supports the distinguishability analysis of chemical reaction network (CRN) models.
More information here.
- Software | Kinetics of E. coli inactivation by benzalkonium chloride v1.0
This model and associated code was developed to optimize disinfection protocols and minimize bacterial resistance. This model was applied in the following journal article: Optimization of E. coli Inactivation by Benzalkonium Chloride Reveals the Importance of Quantifying the Inoculum Effect on Chemical Disinfection. Front. Microbiol., 26 June 2018. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01259
More information and access to the code here.
- Software | GenSSI: toolbox for structural identifiability analysis of biological models
GenSSI is a toolbox that requires MATLAB and Symbolic Math Toolbox. It offers a technique for studying structural identifiability using iterative Lie derivatives and identifiability tableaus.
More information here,
- Software | saCeSS: a parallel global optimization library
The saCeSS library allows solving non-linear programming (NLP) and mixed-integer non-linear programming (MINLP) problems. It also offers efficient local solvers for nonlinear parameter estimation problems associated with complex models (e.g. those described by differential equations).
More information here.
- Software | SensSB: toolbox for the development and Sensitivity analysis of Systems Biology models
Authors: M. Rodríguez-Fernández and J. R. Banga
Description: SensSB is an easy-to-use Matlab®-based sensitivity analysis software toolbox. This tool integrates a variety of local and global sensitivity methods that can be applied to biological models described by ordinary differential equations (ODEs) or differential algebraic equations (DAEs). SensSB is also able to import models in the Systems Biology Mark-up Language (SBML) format.
Available here upon request.
