Fondamenti di processi e impianti biotecnologici (2018/2019)



Codice insegnamento
4S02707
Crediti
6
Coordinatore
David Bolzonella
Settore disciplinare
ING-IND/25 - IMPIANTI CHIMICI
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
teoria 5 I semestre David Bolzonella

Vai all'orario delle lezioni

laboratorio 1 I semestre David Bolzonella

Vai all'orario delle lezioni

Obiettivi formativi

------------------------
MM: teoria
------------------------
Il corso di Fondamenti di Processi e Impianti Biotecnologici Industriali si propone di fornire allo studente una conoscenza degli elementi di base relativamente ai fenomeni di trasporto di materia, energia e quantità di moto ed ai bilanci di massa al fine di poterli applicare alla operatività di bioreattori operanti in discontinuo (batch) and in continuo (CSTR) a fini industriali. Al termine del corso lo studente dovrà avere acquisito le nozioni di base per la redazione basilare di bilanci di materia ed energia attorno a bioreattori ad uso industriale, siano essi operanti in modalità continua o discontinua. Tali argomenti risultano propedeutici ad ulteriori corsi di approfondimento da tenersi in corsi di laurea magistrale.
------------------------
MM: laboratorio
------------------------
Il corso di Fondamenti di Processi Biotecnologici Industriali prevede, oltre alla parte di docenza frontale in aula (5 CFU), anche una parte di laboratorio (1 CFU). L’attività di laboratorio intende trasferire agli studenti le capacità pratiche per approntare una prova sperimentale atta a fornire informazioni numeriche per la soluzione di problemi quantitativi tipici del settore.

Programma

------------------------
MM: teoria
------------------------
I contenuti del corso di Fondamenti di Processi e Impianti Biotecnologici (5 CFU) riguardano: 1. Introduzione Illustrazione delle unità di processo in alcuni impianti biotecnologici per la produzione di metaboliti primari, secondari e biomassa; oggetto di studio degli impianti biochimici; illustrazione del programma del corso e modalità di sviluppo. 2. Elementi introduttivi di base (principii) - Cenni sui fenomeni dì trasporto - Trasporto di materia per diffusione molecolare e convezione tra fasi omogenee, gruppi adimensionali, analisi dimensionale, trasporto interfasi, teoria del doppio film, diffusione all'interno dì particelle, trasporto facilitato ed attivo, trasferimento dell'ossigeno - Trasferimento di calore; - Miscelazione, tipi di agitatori, richiesta di potenza in sistemi non aerati ed aerati, numero di potenza e dì aerazione, correlazione tra ka e potenza impegnata; - Oxygen Transfer Efficency (OTE); - Fluidi newtoniani. e non newtoniani, definizione e caratteristiche, effetto sull'agitazione e sul trasferimento di ossigeno; - analisi dei costi; - bilancio di materia di un processo biologico; - fabbisogni energetici e bilanci energetici di un processo biologico. 3. Reattori discontinui e continui Saranno definite le equazioni cinetiche alla base del funzionamento di bioreattori operanti ni continuo e discontinuo ed inoltre le condizioni di operatività stabile e le rispettive rese di conversione in biomassa e prodotti 4. Facilities a supporto dei bioreattori Saranno illustrate le principali facilities a corredo del funzionamento dei bioreattori per operazioni quali la miscelazione (tipo di mixers, tempo di miscelazione, potenza impegnata, miscelazione con deflettori o meno), l’aerazione (trasferimento dell’ossigeno in fase liquida, tipi di diffusori, potenza impegnata). Inoltre verranno illustrati i sistemi di monitoraggio dei principali parametri di controllo (livello, pH, redox, ossigeno disciolto ….) mediante sonde dedicate.
------------------------
MM: laboratorio
------------------------
Le attività di laboratorio riguarderanno attività sperimentali nell’ambito dei fenomeni di trasporto e dello studio dei bioprocessi mediante tests finalizzati a definire rese e cinetiche di processo. I dati raccolti dagli studenti durante le prove di laboratorio saranno utilizzati per la stesura di reports (tesine) la cui valutazione costituirà parte della votazione finale assieme alla prova scritta ed all’orale.

Modalità d'esame

------------------------
MM: teoria
------------------------
L'accertamento del livello di apprendimento avviene mediante una prova scritta seguita da una prova orale. La prova scritta è costituita da tre quesiti: due di risoluzione numerica ed uno relativo agli argomenti trattati nella parte teorica a risposta aperta. La prova scritta è seguita da una prova orale. La valutazione complessiva risulta dalla media delle valutazioni dei due esami, scritto e orale. Costituiscono inoltre elemento di valutazione i reports relativi alle esperienze di laboratorio
------------------------
MM: laboratorio
------------------------
Gli studenti, suddivisi in gruppi di lavoro, dovranno produrre due report sperimentali (tesine). Queste, unitamente agli esiti delle prove scritta ed orale del modulo frontale, partecipano alla formazione del voto finale.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
teoria Pauline M. Doran Bioprocess Engineering Principles Academic Press 1995 0-12-220855-2
laboratorio Pauline M. Doran Bioprocess Engineering Principles Academic Press 1995 0-12-220855-2

Opinione studenti frequentanti - 2017/2018