Codice insegnamento

4S02707

Crediti

6

Coordinatore

David Bolzonella

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

ING-IND/25 - IMPIANTI CHIMICI

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Il corso di Fondamenti di Processi e Impianti Biotecnologici Industriali consta di 5+1 CFU, di cui 5 CFU di attività didattica frontale, condotta in aula, ed 1 CFU di laboratorio. Il corso 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.
Il corso è completato da un modulo di laboratorio (1 CFU) finalizzato all'attività pratica.
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.
Tali argomenti risultano propedeutici ad ulteriori corsi di approfondimento da tenersi in corsi di laurea magistrale.

Programma

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.

Modalità d'esame

L’esame consiste in 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