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Docente
GIORGIA DE GIOANNIS (Tit.)
FABIANO ASUNIS
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/76]  BIOTECNOLOGIE [76/10 - Ord. 2018]  Industriale e Ambientale 12 120

Obiettivi

Il modulo ReBio si propone di fornire agli studenti le conoscenze relative ai reattori biologici. In particolare, lo studente conoscerà i principali parametri attraverso cui si descrive, si misura e si orienta la crescita batterica, così come conoscerà le principali equazioni matematiche di base utilizzate per lo studio cinetico della crescita microbica e la conduzione di un reattore biologico convenzionale. Inoltre, verranno descritti alcune moderne tecnologie in cui i reattori biologici vengono utilizzati, soprattutto in ambito ambientale.
Lo studente acquisirà la capacità di comprendere le principali problematiche poste sia dalla scelta della tipologia che dalla conduzione dei reattori biologici convenzionali utilizzati in ambito ambientale. Il modulo ReBio si propone sia di motivare lo studente a lavorare da solo e sia di promuovere il lavoro di gruppo.
Il modulo BioRaf si propone di fornire agli studenti le conoscenze relative ai principali processi di produzione di prodotti di interesse per le biotecnologie industriali e ambientali, ottenibili applicando il concetto di bioraffineria.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito la conoscenza: i) delle matrici da processare, anche di scarto, ii) dei principali processi produttivi, con particolare attenzione ai processi fermentativi, e iii) dei principali processi di downstream per il recupero dei prodotti ottenuti.
Le attività previste del modulo consentiranno allo studente di conoscere e comprendere le operazioni necessarie per la caratterizzazione di una matrice, predisposizione e gestione di prove in reattori a scala lab in cui svolgere esperimenti di produzione di biometano, bioidrogeno e di altri prodotti di interesse da matrici di scarto (reflui e rifiuti). Acquisirà inoltre familiarità con le attrezzature presenti in un laboratorio chimico-ambientale. Il corso si propone sia di motivare lo studente a lavorare da solo e sia di promuovere il lavoro di gruppo. Lo studente sarà in grado di elaborare ed interpretare criticamente i risultati ottenuti dalle analisi strumentali e dagli esperimenti a scala di laboratorio condotti. Lo studente sarà altresì in grado di definire, anche quantitativamente, ipotetiche filiere biotecnologiche in cui processare feedstocks di scarto applicando le conoscenze e le competenze acquisite, delineandone i criteri generali di progettualità secondo principi di sostenibilità ambientale ed economica.

Prerequisiti

Non vi sono propedeuticità prefissate, tuttavia per seguire con profitto il Corso Intergrato è opportuna la conoscenza di Chimica generale, Chimica analitica, Chimica organica, Biochimica e Microbiologia generale.

Contenuti

ReBio:
Parte A) Introduzione al corso. Richiami di analisi matematica. (6 h lezione frontale)
Parte B) Cinetica e stechiometria nella crescita di microrganismi (fasi di crescita, ordine della reazione, cinetica di Monod, determinazione costanti cinetiche). (16 h lezione frontale + 8 h seminari in laboratorio)
Parte C) Reattoristica. Definizioni e equazioni di funzionamento dei reattori biologici BATCH, SBR, CSTR e PLUG FLOW. Principali applicazioni e utilizzi dei reattori biologici (10 h lezione frontale + 8 h seminari in laboratorio)


BioRaf
Parte A) Introduzione al corso. Principali parametri analitici e strumentazione scientifica di base. Analisi di contenuto di solidi totali, volatili (sospesi e disciolti), misure di COD e BOD. (2 h seminario + 8 h laboratorio). Il concetto di bioraffineria. Principali feedstocks e caratterizzazione. I residui biodegradabili e le prospettive di valorizzazione. Il caso dei rifiuti: Waste biorefineries. (5 h seminario + 15 h laboratorio)
Parte B) Produzione di energia e biocarburanti da biomasse di scarto: Start-up di un esperimento a scala lab per la produzione di Biogas, Bioidrogeno, Bioetanolo e biodiesel, Bioelettricità. Determinazione dell’attività biologica anaerobica di un inoculo batterico. (5 h seminario + 15 h laboratorio)
Parte C) Produzione di materiali: Start-up di un esperimento a scala lab per la produzione di bioplastiche, prodotti chimici a elevato valore aggiunto. (5 h seminario + 15 h laboratorio). Processi di downstream (2 h seminario).

Metodi Didattici

ReBio
Lezione frontale: 32 ore
Seminari in laboratorio: 16 ore

BioRaf
Laboratorio: 53 h
Seminari: 19 h

Verifica dell'apprendimento

ReBio
La valutazione dello studente prevede una prova orale in cui vengono proposti 3 quesiti, uno per ogni parte del modulo (A, B e C). Per superare l'esame relativo al modulo, lo studente dovrà dimostrare di possedere una conoscenza almeno sufficiente in tutte le domande. Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi.
La valutazione finale dello studente relativa al modulo sarà ottenuta come media pesata del voto ottenuto per le singole domande fatte, in funzione del peso attribuito dal docente alla singola domanda.

BioRaf
La valutazione dello studente si baserà su 3 relazioni individuali di max 6000 parole ciascuna sulle esperienze di laboratorio (una per ogni parte del modulo (A, B e C) e ognuna valutata con un punteggio da 1 a 10) e una prova orale in cui vengono proposti 3 quesiti, uno per ogni parte del modulo (A, B e C). Per superare l'esame relativo al modulo, lo studente dovrà dimostrare di possedere una conoscenza almeno sufficiente in tutte le domande orali e una valutazione almeno sufficiente in tutte le relazioni individuali presentate. Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi. La valutazione finale dello studente relativa al modulo sarà ottenuta come media pesata del voto ottenuto per le singole domande fatte, in funzione del peso attribuito dal docente alla singola domanda.

Testi

Dispense e slide fornite dai docenti. Articoli scientifici open access forniti dai docenti

Altre Informazioni

Il modulo ReBio contribuisce al raggiungimento dei seguenti Sustainable development goals:

6. Clean Water and Sanitation
7. Affordable and Clean Energy
9. Industry, Innovation, and Infrastructure

Il modulo BioRaf contribuisce al raggiungimento dei seguenti Sustainable development goals:
6. Clean Water and Sanitation
7. Affordable and Clean Energy
9. Industry, Innovation, and Infrastructure
12. Responsible Consumption and Production
13. Climate Action
14. Life Below Water
15. Life On Land

Questionario e social

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