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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 2022/2023

Codice dell'attività didattica
MFN1224
Docenti
Claudia Barolo (Titolare del corso)
Francesco Trotta (Titolare del corso)
Silvia Tabasso
Corso di studi
LM in Biotecnologie Industriali
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'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 corso 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 course aims to provide a series of criteria for the selection of resources and processes for obtaining 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 di un biotecnologo industriale, lo studente dovrà essere in grado di: (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 student must be able to: (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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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.

Il corso 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.

The course will be managed on Moodle platform that will host: lonline 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 gli studenti e le studentesse 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 students who self-declare, 
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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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 bireattori 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.

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: 19/12/2022 11:20
Location: https://biotecnologieindustriali.campusnet.unito.it/robots.html
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