66210 - IMPIANTI BIOTECNOLOGICI M

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Scopo del corso è presentare e discutere i principali strumenti per affrontare lo studio quantitativo di alcuni tipici apparati e impianti impiegati nell’industria biochimica e biotecnologica. Al termine del corso, lo studente conoscerà la struttura generale di un impianto, le finalità e i principi di funzionamento di operazioni unitarie selezionate e di bioreattori di ampia applicazione nel processi biotecnologici industriali e sarà in grado di prevederne il comportamento.

Programma/Contenuti

Prerequisiti
- Bilanci integrali di materia e di energia.
- Moto dei fluidi.
- Meccanismi di trasferimento di calore e di materia.

Programma
Aspetti di rilievo nel progetto di un impianto biotecnologico, ambiti di applicazione, differenze rispetto ad un impianto chimico.

Bioreattori: caratteristiche geometriche e fluidodinamiche dei bioreattori agitati meccanicamente, interazione biofase-fluidodinamica, stima dei parametri principali impiegati nel dimensionamento, aspetti relativi alla miscelazione di fluidi non-Newtoniani e di sistemi multifase, criteri per il passaggio di scala. Cenni su colonne a bolle e reattori air-lift. Modalità operative. Dispositivi di aerazione nei processi aerobici. Stima della richiesta di ossigeno in colture cellulari e dell'ossigeno trasferito. Schiume: formazione e controllo.

Apparati per lo scambio termico: tipologie di scambiatori, stima dei coefficienti di trasporto di calore, determinazione del carico termico, dimensionamento e considerazioni sull'effetto del passaggio di scala. Sterilizzazione.

Operazioni unitarie di bioseparazione: estrazione liquido-liquido, filtrazione, centrifugazione, precipitazione, cristallizzazione.

Testi/Bibliografia

  • Pauline M. Doran – Bioprocess Engineering Principles – Second Edition, Academic Press, 2013.
  • Raja Ghosh – Principles of bioseparation engineering – World scientific, 2006.

[Si tratta di testi di riferimento consigliati, utili per approfondimenti di varie parti del programma; non sono seguiti in modo dettagliato].

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula, secondo l'orario ufficiale.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova finale da sostenere dopo il termine delle lezioni. Essa consiste in una prova orale di tipo non strutturato.

La prova è volta ad accertare la comprensione dei principi alla base della progettazione dei bioreattori e delle operazioni di bio-separazione. Sarà inoltre verificata la capacità di identificare la configurazione del bioreattore più idonea a condurre una assegnata operazione e di discutere criticamente specifiche condizioni di progetto o di verifica sia dei bioreattori sia degli apparati per eseguire le bio-separazioni.

Le date dei 6 appelli di ciascun anno accademico vengono stabilite nel rispetto dal calendario accademico e pubblicate on-line almeno un mese prima della data fissata. Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite “Alma esami”, nel rispetto inderogabile delle scadenze previste.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, lavagna. Tracce, schemi, schede e testi di esercizi di preparazione all'esame: distribuiti a lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giuseppina Montante