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Processi industriali chimici e biochimici - DM 270

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Industrial Chemical and Biochemical Processes

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN1224
Docenti
Claudia Barolo (Titolare)
Francesco Trotta (Titolare)
Silvia Tabasso
Corso di studio
LM in Biotecnologie Industriali
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti
Nozioni di base di chimica organica e biochimica
Nozioni di chimica fisica di base: equazioni cinetiche e termodinamica
Propedeutico a
Tesi magistrale
entrata nel mondo del lavoro
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

In accordo con gli obiettivi generali del corso di laurea magistrale in Biotecnologie Industriali, che prevedono per il primo anno di corso, una serie di insegnamenti riferiti alle discipline proprie del contesto caratteristico delle biotecnologie industriali, sia per gli aspetti scientifici che per quelli applicativi (come nel caso dei processi chimici, biochimici e biotecnologici e relativi impianti), questo insegnamento si prefigge di fornire una serie di criteri per la selezione di risorse e processi per l'ottenimento di prodotti organici mediante lo studio termodinamico, cinetico ed impiantistico dei principali processi industriali biotecnologici.

In accordance with the general objectives of the master's degree course in 
Industrial Biotechnology, which foresees for the first year of the course,
a series of lessons related to the disciplines of the typical context of
industrial biotechnology, both for scientific and applicative aspects
(as in the case of chemical, biochemical and biotechnological processes and
related plants), this teaching aims to provide a series of criteria for the
selection of resources and processes to obtain organic products through the
thermodynamic, kinetic and plant engineering studies of the main industrial
biotechnological processes.
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Risultati dell'apprendimento attesi

Al fine di raggiungere la finalità di fornire le conoscenze e le competenze che definiscono il profilo professionale caratteritico relativo alle biotecnologie industriali, i risultati da perseguire per l'apprendimento sono (dettaglio secondo i descrittori di Dublino)

A: CONOSCENZA e CAPACITA' di comprensione

  • conoscere e discutere gli argomenti trattati a lezione

B: CAPACITA'  APPLICATIVE

  • dimostrare di sapere risolvere esercizi e  problemi
  • saper impostare esperimenti in funzione di un loro impego operativo per i processi industriali

C: AUTONOMIA DI GIUDIZIO

  • saper analizzare la letteratura recente e leggere criticamente i risultati

D: ABILITA' NELLA COMUNICAZIONE

  • presentare alla prova scritta gli argomenti del corso

 

In order to achieve the purpose of providing the knowledge and skills that define the professional profile of an industrial biotechnologist, the expected outcomes of learning are: (detail according to the Dublin descriptors)

A: KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

  • knowledge and ability to discuss the topics presented in the course

B: APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

  • resolving problems and exercises applying the correct models
  • setting experiments in particular for applicative use in industrial processes

C: INDIPENDENCE IN JUDGEMENT

  • critically analysing the recent literature

D: COMUNICATION SKILLS

  • abilty to present a paper of the most recent literature  and discussing the corse topics (written text with open questions)
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Programma

Modulo A. (4 CFU lezioni frontali, 2 CFU esercitazioni. Claudia Barolo, Silvia Tabasso). Confronto tra risorse rinnovabili e fossili, tra processi chimici e biochimici.  Modelli cinetici per bioreattori discontinui, continui e discontinui ad alimentazione controllata. Cinetica di trasferimento di soluto tra fasi diverse e di ossigeno. Caratteristiche costruttive, funzionamento ed applicazioni di bioreattori discontinui, continui e discontinui ad alimentazione controllata. Soluzione di problemi: bilancio di massa, calcolo della velocità di reazione, progettazione di bioreattori, selezione di impianti di separazione.

Principali processi biochimici industriali per la sintesi di prodotti di consumo e per il trattamento di reflui industriali agricoli ed urbani: antibiotici, acido acetico, acido lattico e acido citrico, digestione anaerobica ed aerobica di biomasse residuali di origine urbana ed agricola. Impianti di trattamento di biomasse residuali.

Modulo B. (2 CFU lezioni frontali; Francesco Trotta).Tecnologie e impianti di separazione: distillazione,
estrazione selettiva con solventi, centrifugazione, adsorbimento selettivo su solidi, cromatografia, filtrazione con filtri rotativi, concentrazione e separazione molecolare con membrane.

 

Part A.
Industrial biochemistry (4 CFU frontal lessons, 2 CFU exercises; Claudia Barolo, Silvia Tabasso). Comparison between fossil and renewable sources, between chemical and biochemical processes, between petrochemical refineries and biorefineries.  Kinetic models for continuous, fed batch and batch reactors. Mass transfer kinetics. Biochemical reactors. Main industrial biochemical processes to obtain consumers products and for industrial, agricultural and urban wastes treatment: antibiotics,  bioethanol, acetic acid, lactic acid, citric acid, anaerobic and aerobic digestion of biowastes from urban and agricultuiral source. Bio-wastes treatment plants. Problems to solve: mass balance, calculation of reaction rate, bioreactors design, selection of separation technologies and equipment.
Part B.
Separation processes(2 CFU frontal lessons  Francesco Trotta) Separation technologies and plants. distillation, selective extraction with solvents, centrifugation, selective adsorption on solids, chromatography, filtration with rotary filters, concentration and molecular separation with membranes.

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali (N.ore) 48

Esercitazioni (N.ore) 24

Le lezioni saranno svolte in presenza.

Modalità didattiche alternative (streaming) potranno essere introdotte a seguito di nuove raccomandazioni di Ateneo in relazione allo stato della pandemia Covid-19.

La frequenza alle lezioni è facoltativa, la frequenza alle esercitazioni è consigliata,

L'insegnamento sarà gestito su piattaforma Moodle che accoglierà esercitazioni da svolgere online, materiali didattici di approfondimento. I materiali didattici saranno caricati anche su campusnet.

lessons (hours) 48

exercises (hours) 24

Lessons will be held in person. Alternative teaching methods (streaming) may be introduced following new University recommendations in relation to the state of the Covid-19 pandemic.

Attendance at lessons is optional; attendance at exercises is recommended.

The teaching will be managed on Moodle platform that will host: online tutorials, in-depth teaching materials. Teaching materials will also be uploaded to campusnet.

Class attendance is recommended.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in un test scritto che comprende tutti gli argomenti trattati nel corso. Il test consiste in quattro domande a risposta aperta più un esercizio da svolgersi anche con l'ausilio di una calcolatrice. Ciascuna delle domande a risposta aperta ha il medesimo peso sul voto finale.

Gli esami si svolgeranno in presenza, con la sola eccezione per coloro  che autodichiarano, in relazione al Covid-19, fragilità personale o positività. Modalità alternative (online) potranno essere introdotte a seguito di nuove raccomandazioni di Ateneo in relazione allo stato della pandemia Covid-19.

The exam consists of a written test that includes all the topics covered in the course. The test consists of four open-ended questions plus an exercise to be performed with the help of a calculator. Each of the open-ended questions has the same weight on the final vote.

The exams will be  in person, with the sole exception of self-declaration, 
in relation to Covid-19, personal fragility or positivity. Alternative (online) methods
may be introduced following new University recommendations in relation to the state of the Covid-19 pandemic.
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Attività di supporto

 

Materiali didattici di approfondimento su piattaforma Moodle

I docenti sono disponibili su appuntamento a discutere, ripetere e chiarire i concetti spiegati nelle lezioni.

Interazione con aziende del territorio attraverso l'organizzazione di visite guidate e/o seminari

The teachers are available by appointment to discuss, repeat and clarify the concepts explained in the lessons. Additional teaching material can be shared via digital e-learning platforms (Moodle).

Interaction with local companies through the organization of guided tours or seminars

Testi consigliati e bibliografia

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Materiale didattico predisposto e fornito dai docenti

Bibliography provided on this site

 



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    Ultimo aggiornamento: 30/10/2023 15:27
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