ID:
72390
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
CHIMICA E BIOTECNOLOGIA DELLE FERMENTAZIONI
Url:
TECNOLOGIE AGRARIE E ACQUACOLTURA DEL DELTA/Percorso Comune Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (16/09/2024 - 20/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso si propone di fornire una panoramica dei principali processi chimici e biotecnologici che attraverso la valorizzazione dei materiali di scarto contribuiscano ad aumentare la sostenibilità ambientale ed economica delle attività agricole, zootecniche e di acquacoltura.
Verranno illustrati processi nei quali i sottoprodotti e scarti delle attività di cui sopra vengono utilizzati come materie prime rinnovabili per la produzione di energia, bio-combustibili, prodotti chimici di base e specialità chimiche, nonché sostanze con reimpiegabili nei settori di provenienza delle materie prime stesse.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito nozioni utili per la pianificazione di una corretta gestione degli scarti attraverso l’identificazione dei processi chimici e biotecnologici più idonei per la loro valorizzazione.
Verranno illustrati processi nei quali i sottoprodotti e scarti delle attività di cui sopra vengono utilizzati come materie prime rinnovabili per la produzione di energia, bio-combustibili, prodotti chimici di base e specialità chimiche, nonché sostanze con reimpiegabili nei settori di provenienza delle materie prime stesse.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito nozioni utili per la pianificazione di una corretta gestione degli scarti attraverso l’identificazione dei processi chimici e biotecnologici più idonei per la loro valorizzazione.
Prerequisiti
Per una completa comprensione degli argomenti trattati è necessario che lo studente abbia acquisito le conoscenze fornite dai corsi di chimica generale e organica.
Metodi didattici
L’insegnamento è organizzato nel seguente modo:
- Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso con ausilio di presentazione power point e approfondimenti alla lavagna;
- Esercitazioni in aula volte alla corretta applicazione dei concetti studiati per la risoluzione di problemi pratico-applicativi;
- Applicazione delle conoscenze fornite durante le lezioni per la preparazione di relazioni di gruppo come esempi di casi di studio;
- Durante tutto il corso si cercherà di abituare lo studente a ragionare non solo in maniera qualitativa sui fenomeni studiati, ma anche quantitativamente, valutando le grandezze fisiche e chimiche coinvolte. Questo viene fatto oltre che tramite le lezioni frontali teoriche anche attraverso dimostrazioni pratiche e visite guidate a reattori prototipo e industriali.
- Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso con ausilio di presentazione power point e approfondimenti alla lavagna;
- Esercitazioni in aula volte alla corretta applicazione dei concetti studiati per la risoluzione di problemi pratico-applicativi;
- Applicazione delle conoscenze fornite durante le lezioni per la preparazione di relazioni di gruppo come esempi di casi di studio;
- Durante tutto il corso si cercherà di abituare lo studente a ragionare non solo in maniera qualitativa sui fenomeni studiati, ma anche quantitativamente, valutando le grandezze fisiche e chimiche coinvolte. Questo viene fatto oltre che tramite le lezioni frontali teoriche anche attraverso dimostrazioni pratiche e visite guidate a reattori prototipo e industriali.
Verifica Apprendimento
L'esame comprende una prova orale sul programma svolto che si compone di due parti, che hanno luogo consecutivamente nello stesso giorno, con durata di circa 30-40 minuti. La prima parte consiste nell'esposizione da parte dello/a studente/studentessa di un argomento a sua scelta. La seconda parte della prova orale consiste in un colloquio a stimolo aperto con risposta aperta sul programma svolto.
Criteri di misurazione dell'apprendimento - Il grado di apprendimento viene misurato valutando la comprensione dei principi fondamentali che sono alla base dei processi biologici e chimici sostenibili. Lo/a studente/studentessa deve principalmente dimostrare di avere bene assimilato le metodologie esposte, di sapere confrontare i loro limiti e i loro vantaggi e di saperle applicare con consapevolezza.
Criteri di attribuzione del voto finale - La votazione massima è 30/30 ed è assegnata agli studenti che svolgono la prova d'esame in modo pienamente corretto, dimostrando autonomia e completa padronanza delle metodologie esposte a lezione. Il voto minimo per il superamento dell'esame è 18/30 ed è assegnato agli studenti che svolgono la prova d'esame dimostrando un sufficiente livello di soddisfacimento dei precedenti requisiti.
Criteri di misurazione dell'apprendimento - Il grado di apprendimento viene misurato valutando la comprensione dei principi fondamentali che sono alla base dei processi biologici e chimici sostenibili. Lo/a studente/studentessa deve principalmente dimostrare di avere bene assimilato le metodologie esposte, di sapere confrontare i loro limiti e i loro vantaggi e di saperle applicare con consapevolezza.
Criteri di attribuzione del voto finale - La votazione massima è 30/30 ed è assegnata agli studenti che svolgono la prova d'esame in modo pienamente corretto, dimostrando autonomia e completa padronanza delle metodologie esposte a lezione. Il voto minimo per il superamento dell'esame è 18/30 ed è assegnato agli studenti che svolgono la prova d'esame dimostrando un sufficiente livello di soddisfacimento dei precedenti requisiti.
Testi
Per eventuali approfondimenti si segnalano i seguenti testi:
- Drapcho, C.M.; Nhuan, N.P.; Walker, T.H. Biofuels Engineering Process Technology. 1st Ed., McGraw-Hill, 2008.
- Clark, J.; Deswarte, F. Introduction to chemicals from biomass. 2nd Ed., Wiley, 2014.
- Rodrigues, M.I., Iemma, A.F. Experimental design and process optimization, 1st Ed., CRC Press, New York, 2014.
- Drapcho, C.M.; Nhuan, N.P.; Walker, T.H. Biofuels Engineering Process Technology. 1st Ed., McGraw-Hill, 2008.
- Clark, J.; Deswarte, F. Introduction to chemicals from biomass. 2nd Ed., Wiley, 2014.
- Rodrigues, M.I., Iemma, A.F. Experimental design and process optimization, 1st Ed., CRC Press, New York, 2014.
Contenuti
Introduzione ai concetti fondamentali della biochimica dei processi fermentativi.
Produzione di bioetanolo - Caratteristiche chimiche delle materie prime per la produzione Bio-etanolo di prima, seconda e terza generazione e pretrattamenti volti ad aumentarne la fermentabilità. Aspetti biochimici del processo fermentativo: via metabolica principale e principali interventi biotecnologici per aumentare l’efficienza produttiva dei microorganismi fermentanti. Bioetanolo da processi non-fermentativi. Aspetti tecnologici del processo fermentativo (produzioni in batch e in continuo, con saccarificazione simultanea o separata, recupero e purificazione del bioetanolo prodotto).
Produzione di biodiesel - Caratteristiche chimiche delle materie prime per la produzione di biodiesel di prima, seconda e terza generazione. Aspetti chimici e tecnologici del processo con cenni alle produzioni più moderne basate sulla riconversione di impianti di raffineria petrolifera o sull’uso di biocatalizzatori. Impieghi alternativi delle matrici ricche di grassi e oli in campo agronomico: produzione di tensioattivi e biocidi.
Produzione di metano - Caratteristiche chimiche degli scarti agricoli e zootecnici impiegabili per la produzione di bio-gas. Aspetti biochimici della fermentazione anaerobica. Aspetti tecnologici del processo (digestori e apparati per la purificazione del metano).
Gassificazione - Aspetti fondamentali del processo di produzione del syngas e la sua trasformazione su scala industriale attraverso i processi biologici e chimici.
Produzione di bio-idrogeno - Processi foto-fermentativi e fermentazioni al buio. Aspetti tecnologici dei relativi bioreattori.
Altre strategie di valorizzazione degli scarti agroalimentari - Uso diretto e di derivati come materiali adsorbenti nella depurazione dai metalli pesanti. Uso diretto e di derivati per la formulazione di fertilizzanti a cessione controllata.
Ottimizzazione di processi – Introduzione all’ottimizzazione di processi biologici e chimici basati sulla metodologia dell’Experimental Design (DOE).
Produzione di bioetanolo - Caratteristiche chimiche delle materie prime per la produzione Bio-etanolo di prima, seconda e terza generazione e pretrattamenti volti ad aumentarne la fermentabilità. Aspetti biochimici del processo fermentativo: via metabolica principale e principali interventi biotecnologici per aumentare l’efficienza produttiva dei microorganismi fermentanti. Bioetanolo da processi non-fermentativi. Aspetti tecnologici del processo fermentativo (produzioni in batch e in continuo, con saccarificazione simultanea o separata, recupero e purificazione del bioetanolo prodotto).
Produzione di biodiesel - Caratteristiche chimiche delle materie prime per la produzione di biodiesel di prima, seconda e terza generazione. Aspetti chimici e tecnologici del processo con cenni alle produzioni più moderne basate sulla riconversione di impianti di raffineria petrolifera o sull’uso di biocatalizzatori. Impieghi alternativi delle matrici ricche di grassi e oli in campo agronomico: produzione di tensioattivi e biocidi.
Produzione di metano - Caratteristiche chimiche degli scarti agricoli e zootecnici impiegabili per la produzione di bio-gas. Aspetti biochimici della fermentazione anaerobica. Aspetti tecnologici del processo (digestori e apparati per la purificazione del metano).
Gassificazione - Aspetti fondamentali del processo di produzione del syngas e la sua trasformazione su scala industriale attraverso i processi biologici e chimici.
Produzione di bio-idrogeno - Processi foto-fermentativi e fermentazioni al buio. Aspetti tecnologici dei relativi bioreattori.
Altre strategie di valorizzazione degli scarti agroalimentari - Uso diretto e di derivati come materiali adsorbenti nella depurazione dai metalli pesanti. Uso diretto e di derivati per la formulazione di fertilizzanti a cessione controllata.
Ottimizzazione di processi – Introduzione all’ottimizzazione di processi biologici e chimici basati sulla metodologia dell’Experimental Design (DOE).
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
3 anni
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Persone
Persone
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