Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
BIOTECNOLOGIE INDUSTRIALI ORD. 2014

Reattori biochimici

6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 40 0 16 98

Periodo

AnnoPeriodo
II anno1 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
30/09/201918/01/2020

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteDiscipline chimicheING-IND/252
caratterizzanteDiscipline chimicheING-IND/341
altre attivita' Nessun ambitoING-IND/253


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
N.D.

Altri Docenti

Non previsti

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste

Bollettino

Nessuno.

Il corso si propone di fornire agli studenti gli elementi fondamentali per comprendere il funzionamento di diverse tipologie di fermentatori e di reattori biologici industriali, sia dal punto di vista qualitativo sia quantitativo.

1) lezioni teoriche, con esempi di impostazione e risoluzione di semplici bilanci di materia 2) lezioni in laboratorio di calcolo, per l'apprendimento dell'uso dei risolutori 3) esercitazioni di laboratorio informatico, studio di un caso applicativo di processo biologico.

Fondamenti sui bilanci di conservazione di materia e di energia e sulla loro applicazione a schemi di processo industriali. Elementi di bioreattoristica e schemi di bioreattori per processi enzimatici e biologici. Valutazione della cinetica di reazioni enzimatiche e biologiche: modelli di riferimento, misure sperimentali e determinazione dei valori dei parametri cinetici. Immobilizzazione di enzimi e cellule e suo effetto sulle cinetiche di reazione. Metodi per la modellazione matematica e la simulazione del funzionamento di reattori biochimici: Batch Reactor, Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR), Plug Flow Reactor (PFR), Dispersed Flow Reactor, Recycle Reactor, Attached growth reactor. Processi con concentrazione e riciclo di biomassa. Cenni di downstream processing. Servizi ed elementi di controllo dei bioreattori. Applicazione di simulatori di processo, analisi di sensitività, uso di software di calcolo per identificazione della variabili chiave sulle quali programmare le attività sperimentali (design of experiment). Esempi: impianti di fermentazione industriale, impianti di trattamento biologico di acque reflue a fanghi attivi, coltivazione di microalghe su larga scala. Esercitazione di calcolo: simulazione in Excel del comportamento di reattori e fermentatori. Esercitazione applicativa: studio di un processo biologico, applicazione dei bilanci di materia ed energia, confronto di produttività di biomassa in reattore batch e in reattore continuo perfettamente mescolato. I dati ottenuti verranno elaborati per la determinazione dei parametri cinetici di crescita, e per una valutazione della produttività di biomassa/composto d’interesse.

1) Consegna al docente dei file svolti durante le esercitazioni in aula informatica, svolte singolarmente 2) Relazione individuale scritta delle attività di esercitazione, con elaborazione dei dati secondo materiale fornito dal docente 3) prova orale (in lingua italiana): risposta a due domande estratte dallo studente sulla base di una lista di due gruppi di domande che viene consegnata agli studenti prima del termine delle lezioni. L’orale può essere sostenuto solo dopo il superamento delle esercitazioni di laboratorio

La valutazione dello studente è basata su: 1) capacità di utilizzare correttamente i risolutori su dai sperimentali per la determinazione dei parametri cinetici (file di esercitazione, relazione di laboratorio) 2) dimostrazione che si sono acquisiti i concetti e le metodologie proposte, con particolare riguardo allo sviluppo di bilanci di materia nei reattori biologici e biochimici La votazione finale è calcolata come media dei punteggi ottenuti nelle singole domande orali, arrotondata sulla base del giudizio ottenuto sulle relazioni di esercitazione.

Shijie Liu, Bioprocess Engineering (Second Edition): Kinetics, Sustainability, and Reactor Design. : Elsevier, 2017 Blanch, D.S. Clark, Biochemical Engineering. New York: Marcel Dekker Inc., 1996

dispense distribuite dal docente