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IMPIANTI BIOCHIMICI

Massimo POLETTO IMPIANTI BIOCHIMICI

0622200009
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA CHIMICA
2014/2015

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2012
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
MASSIMO POLETTO T Curriculum
Obiettivi
OBIETTIVI FORMATIVI: RISULTATI DI APPRENDIMENTO PREVISTI E COMPETENZA DA ACQUISIRE
Il corso mira all’apprendimento dei principi di funzionamento e delle tecniche di progetto di bio-reattori utilizzanti microorganismi o enzimi. .



CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Conoscenza e comprensione dei problemi dei fenomeni fisici, chimici e microbiologici necessari alla descrizione del funzionamento di un bio-reattore, con particolare riferimento alle cinetiche di consumo di substrato e di ossigeno e della generazione dei prodotti e delle biomasse. .



CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - ANALISI INGEGNERISTICA
Capacità di analizzare il funzionamento ed operare reattori microbiologici ed enzimatici nelle principali configurazioni. Capacità di analizzare il funzionamento ed operare sistemi di aerazione per bioreattori. .



CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA
progettare reattori microbiologici ed enzimatici nelle principali configurazioni. progettare sistemi di aerazione per bioreattori. .



AUTONOMIA DI GIUDIZIO – PRATICA INGEGENRISTICA
Saper individuare i termini di maggiore significatività nella scrittura dei bilanci e i limiti di applicazione di ipotesi semplificative nella scrittura di questi bilanci. .



ABILITÀ COMUNICATIVE – CAPACITÀ TRASVERSALI
Saper esporre oralmente un argomento legato al funzionamento ed alla progettazione di Impianti Biochimici. .



CAPACITÀ DI APPRENDERE – CAPACITÀ TRASVERSALI
Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti. .



CAPACITÀ DI APPRENDERE - CAPACITÀ DI INDAGINE
Capacità di sviluppare autonomamente modelli matematici per la modellazione di sistemi biologici. .



Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE DEI BILANCI E DEI PRINCIPALI MECCANISMI DI TRASPORTO DI MATERIA.
Contenuti
IINTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI BIOREATORI

INTRODUZIONE AL CORSO CON I PRINCIPALI CAMPI DI APPLICAZIONE DELLE FERMENTAZIONI MICROBICHE ED ENZIMATICHE. ELEMENTI COSTRUTTIVI DI UN REATTORE MICROBIOLOGICO. (LEZ 6 )



CINETICHE DI REAZIONE BIOLOGICHE

RICHIAMO ALLE CINETICHE DI SATURAZIONE: EQUAZIONE DI MONOD E SUA APPLICAZIONI ALLE CINETICHE MICROBICHE.

MODELLI CINETICI DI REAZIONE PER MASSA MICROBICA: FIOCCHI E FILM. EQUAZIONI CINETICHE PER FIOCCHI E FILM: LA “BIOLOGICAL RATE EQUATION” (BRE). MODELLO PER LA FORMAZIONI DEI PRODOTTI: L’IPOTESI DI PROPORZIONALITÀ NEI CONSUMI E NELLA PRODUZIONE (SISTEMI “GROWTH ASSOCIATED”). (LEZ 7; ES 2)



BIOREATTORI BATCH A FIOCCHI

PROGETTO DI FERMENTATORI BATCH A FIOCCHI BASATO SU CRITERI CINETICI. PROGETTO BASATO SU CRITERI DI SCALA. TECNICHE DI OTTIMIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE CON FERMENTATORI MULTIPLI. (LEZ 3; ES 2)



BIOREATTORI CONTINUI A FIOCCHI

CONFIGURAZIONI IMPIANTISTICHE, MODELLO CINETICO PER IL PROGETTO E L’ESERCIZIO DI: FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI A PERFETTA MISCELAZIONE (CSTF); CSTF CON RICIRCOLAZIONE DELLA MASSA MICROBICA; FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI IN FLUSSO A PISTONE (PFF); FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI A LETTO FLUIDO (FBF). COMBINAZIONE DI FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI: TRENO DI CSTF, CSTF SEGUITO DA PFF. (LEZ 11; ES 3)



BIOREATTORI CONTINUI A FILM

CONFIGURAZIONI IMPIANTISTICHE, MODELLO CINETICO PER IL PROGETTO E L’ESERCIZIO DI: FERMENTATORI A FILM CONTINUI A PERFETTA MISCELAZIONE; FERMENTATORI A FILM CONTINUI IN FLUSSO A PISTONE; FERMENTATORI A FILM CONTINUI IN FLUSSO PERCOLANTE. (LEZ 7; ES 3).



FERMENTATORI ENZIMATICI

FERMENTATORI CON ENZIMI IN SOLUZIONE BATCH: PROGETTO BASATO SU CRITERI CINETICI; VALUTAZIONE DEI PARAMETRI CINETICI; DETERMINAZIONE DELLA QUANTITÀ MINIMA DI ENZIMA. FERMENTATORI CON ENZIMI IN SOLUZIONE CONTINUI: FERMENTATORE AD ULTRAFILTRAZIONE, FERMENTATORE A DIALISI. RICHIAMO ALLE PRINCIPALI TECNICHE DI IMMOBILIZZAZIONE: INCAPSULAMENTO, RETICOLAZIONE IN GEL, LEGAME CHIMICO. EFFETTO DELLA IMMOBILIZZAZIONE SULLA STABILITÀ DELL’ENZIMA. PROGETTO DI FERMENTATORI UTILIZZANTI ENZIMI IMMOBILIZZATI. (LEZ 6; ES 2)



AERAZIONE DEI FERMENTATORI

MODELLO FISICO DELLA AERAZIONE DI UN FERMENTATORE. PROGETTO DI UN SISTEMA AERATO ED AGITATO: AGITAZIONE DI UN SISTEMA OMOGENEO; EFFETTO DELL’AGITAZIONE E DELLA PORTATA DI AERAZIONE SULLE BOLLE E SULLO SCAMBIO DI MATERIA. (LEZ 6:ES 2)



TOTALE ORE 60 (LEZ 46; ES 14)

Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA CON L’USO DI DISPOSITIVI MULTIMEDIALI PER LA VISUALIZZAZIONE DELLE ATTUALI SOLUZIONI TECNOLOGICHE.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE. PER SUPERARE L''ESAME LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI AVER COMPRESO E SAPER APPLICARE I PRINCIPALI CONCETTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI NEL CORSO. E’ RITENUTA CONDIZIONE ESSENZIALE PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLA SUFFICIENZA LA CORRETTA FORMULAZIONE DEI BILANCI DI MATERIA SUGLI SCHEMI REATTORISTICI ESPOSTI NEL CORSO. IL VOTO, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, DIPENDERÀ DAL GRADO DI MATURITÀ ACQUISITO SUI CONTENUTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL''ESPOSIZIONE SCRITTA E ORALE E DELL''AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA.
Testi
B. ATKINSON, BIOCHEMICAL REACTORS, PION LIMITED, LONDON, (ISBN 0-85086-042-3).

H.W. BLANCH, D.S. CLARK, BIOCHEMICAL ENGINEERING,DEKKER, LONDON (ISBN 0-8247-8949-0).

J.E. BAILEY., D.F. OLLIS, BIOCHEMICAL ENGINEERING FUNDAMENTALS, MCGRAW HILL, NEW YORK, (ISBN 0-07-066601-6).

I.J. DUNN, E. HEINZLE J. INGHAM, J.E. PRENOSIL, BIOLOGICAL REACTION ENGINEERING, VCH, WEINHEIM, (ISBN 3-527-28511-3).
Altre Informazioni
MODALITÀ DI FREQUENZA

L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA CON FREQUENZA OBBLIGATORIA.

LINGUA DI INSEGNAMENTO

INGLESE.

SEDE E ORARIO

IL CORSO È EROGATO PRESSO LA FACOLTÀ DI INGEGNERIA. SI CONSULTI IL SITO DI FACOLTÀ (HTTP://WWW.INGEGNERIA.UNISA.IT/) PER L’INDICAZIONE DELL’ORARIO E DELLE AULE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2016-09-30]