IMPIANTI E PROCESSI BIOTECNOLOGICI

IMPIANTI E PROCESSI BIOTECNOLOGICI

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iten
Codice
80806
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
4 cfu al 3° anno di 8756 BIOTECNOLOGIE (L-2) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
CHIM/04
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (BIOTECNOLOGIE )
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

In questo insegnamento vengono descritti alcuni dei principali processi fermentativi attualmente utilizzati in ambito industriale e i loro impianti di produzione. Esempi relativi sia alla microbiologia industriale tradizionale sia alle bioconversioni di più recente applicazione sono analizzati in termini di resa, economicità e impatto ambientale del processo, nonché in relazione alle peculiari proprietà metaboliche dei microorganismi e/o agenti biologici scelti.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Conoscenza di base dei processi di produzione in campo industriale, alimentare, farmaceutico e ambientale coinvolgenti fasi di fermentazione. Dopo una prima parte introduttiva riguardante i contenuti fondamentali di microbiologia e biochimica batterica, verranno esaminate le tecniche operative e i modelli di impianto abitualmente utilizzati nei principali processi fermentativi in uso.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivo dell’insegnamento è sviluppare l'abilità dello studente a correlare le nozioni teoriche sulla microbiologia industriale e sugli impianti di fermentazione con i dati sperimentali per formulare criteri di massima per l'utilizzo applicativo. Per perseguire tale proposito le lezioni frontali vengono sempre corredate di esempi concreti legati alla vita quotidiana e alla pratica industriale. Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di:

  • conoscere le principali classi di microrganismi o agenti biologici utilizzati nelle fermentazioni industriali e i loro settori di applicazione;
  • illustrare uno schema di impianto di fermentazione in base alla simbologia comunemente adottata nell’ambito industriale;
  • descrivere e commentare con terminologia adeguata un processo fermentativo in base al prodotto finale, alle caratteristiche dell’agente biologico selezionato e al tipo di impianto utilizzato.

 

PREREQUISITI

Non è richiesto alcun prerequisito.

Modalità didattiche

L’insegnamento è erogato tramite lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta accompagnate da esercitazioni in aula a discrezione del docente. L'insegnamento è ripartito nel modo seguente: 28 ore di lezione frontale (3.5 CFU) sono tenute dalla prof. Marina Alloisio, titolare per affidamento dell’insegnamento; le restanti 4 ore di lezione frontale (0.5 CFU) sono tenute dalla prof. Maila Castellano per la parte relativa agli impianti.

Le dispense delle lezioni e gli schemi di impianto vengono caricati sulla pagina di AulaWeb dedicata all’insegnamento contemporaneamente alla presentazione in aula dei contenuti relativi

PROGRAMMA/CONTENUTO

Richiami sui principi base dei processi di fermentazione industriale.

Gruppi microbici di interesse industriale: classificazione, metabolismo, sviluppo e conservazione delle colture.

Esempi di fermentazione industriale: fermentazione metanica, fermentazione di idrocarburi lineari e aromatici, fermentazione di composti azotati; produzione di etanolo, lievito di birra, acidi organici; produzione di enzimi e proteine monocellulari; produzione di amminoacidi, antibiotici, poliesteri e polisaccaridi extracellulari.

Bioconversioni: principi generali ed applicazioni (produzione di amminoacidi, conversione degli steroidi).

Trattamento biologico delle acque.

Esempi di impianti di fermentazione e bioconversione: impianto di produzione di etanolo, lievito di birra, acido citrico, penicillina, proteine monocellulari; reattori enzimatici e per il trattamento biologico delle acque.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

M. Marzona, “Chimica delle fermentazioni e microbiologia industriale”, Piccin Ed., Padova, 1996.

C. Ratledge, B. Kristiansen, “Biotecnologie di base”, Zanichelli Ed., Bologna, 2004.

S. Aiba, A.E. Humphrey, N.F. Mills, “Biochemical engineering”, New York: Academic Press, Inc., 1973.

K. Schugerl, “Bioreaction engineering”, Chichester, Sussex, UK; John Wiley & Sons, 1987.

O. Levenspiel, “Ingegneria delle reazioni chimiche”, edizione italiana a cura di E. Sebastiani, Milano: Casa Editrice Ambrosiana, 1978.

H.S. Fogler, “Elements of chemical reaction engineering”, 4a editizione, Upper saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2006.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Tutti i giorni su appuntamento.

LEZIONI

Modalità didattiche

L’insegnamento è erogato tramite lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta accompagnate da esercitazioni in aula a discrezione del docente. L'insegnamento è ripartito nel modo seguente: 28 ore di lezione frontale (3.5 CFU) sono tenute dalla prof. Marina Alloisio, titolare per affidamento dell’insegnamento; le restanti 4 ore di lezione frontale (0.5 CFU) sono tenute dalla prof. Maila Castellano per la parte relativa agli impianti.

Le dispense delle lezioni e gli schemi di impianto vengono caricati sulla pagina di AulaWeb dedicata all’insegnamento contemporaneamente alla presentazione in aula dei contenuti relativi

INIZIO LEZIONI

Date e orari sono disponibili sul Manifesto degli Studi e sul sito ufficiale del corso di laurea.

ESAMI

Modalità d'esame

L’esame consiste di una prova orale condotta dalle due docenti per una durata non inferiore a 30 minuti. Nel corso dell’anno solare sono fissati 7 appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi.

La prova orale si compone di tre parti, che contribuiscono equamente alla valutazione in trentesimi dell’esame:

  • l’esame ha sempre inizio con la descrizione di un impianto di fermentazione tra quelli inseriti in programma, scelto dalla commissione; alla prima parte viene attribuita una valutazione massima di 10/30;
  • nella seconda parte lo studente è chiamato a commentare il processo fermentativo correlato all’impianto precedentemente descritto (chimismo, caratteristiche e problematiche associate); alla seconda parte viene attribuita una valutazione massima di 10/30;
  • nella terza parte lo studente è chiamato a fronteggiare una o due domande inerenti ad altri argomenti compresi nel programma dell’insegnamento; alla terza parte viene attribuita una valutazione massima di 10/30.

Modalità di accertamento

Intento della prova orale è verificare la padronanza e la comprensione dei contenuti dell’insegnamento da parte dello studente, nonché la sua capacità di applicare i concetti teorici a situazioni reali concernenti la realizzazione, la produttività, i costi e l’impatto di processi industriali coinvolgenti passaggi fermentativi. L’esame orale servirà inoltre a verificare il raggiungimento del livello adeguato di conoscenza degli argomenti trasmessi durante le lezioni frontali e la capacità di utilizzare un lessico chiaro e una terminologia corretta. Verrà anche valutata l’abilità dello studente di confrontare e analizzare criticamente processi differenti.

In caso di mancato conseguimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte dei docenti prima di ripetere l’esame.

Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell’insegnamento, il programma dettagliato del corso viene caricato su AulaWeb, in modo che gli studenti possano verificarne l'aderenza.

 

 

ALTRE INFORMAZIONI

Il corso non prevede propedeuticità ufficiali.