CODICE 72309 ANNO ACCADEMICO 2017/2018 CFU 8 cfu anno 2 INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO 10376 (LM-22) - SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/11 LINGUA Italiano SEDE PERIODO 1° Semestre PRESENTAZIONE Il Corso di Biotecnologie Industriali e Ambientali è tenuto dal Prof. Attilio Converti durante il primo semestre della Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica, per la durata complessiva di 80 ore, di cui 4 ore di esercitazioni in aula e 16 ore di laboratorio. Consiste di una prima parte introduttiva di circa 20 ore, in cui sono richiamati i concetti fondamentali di biochimica e microbiologia, di una seconda parte riguardante le principali applicazioni industriali ed una parte finale riguardante le applicazioni di interesse ambientale. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Il Corso si prefigge di fornire i concetti necessari per una buona conoscenza dei processi e degli impianti biotecnologici, con specifico riferimento alle applicazioni industriali e ambientali. Particolare attenzione viene posta ai principi ed agli aspetti tecnologici delle nuove applicazioni biotecnologiche. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Numerosi sono i settori dell’ingegneria chimica, sia in ambito produttivo che ambientale, in cui le biotecnologie giuocano in ruolo sempre più importante, visto che grazie ad esse si possono realizzare processi e ottenere prodotti in modo spesso più economico rispetto ai processi tradizionali. A tal fine, però, è necessario che l’ingegnere chimico acquisisca i concetti di base necessari per una buona conoscenza dei processi e degli impianti biotecnologici. Questo è l’obbiettivo principale che si prefigge il corso di Biotecnologie Industriali e Ambientali, nel quale viene posta particolare attenzione ai principi ed agli aspetti tecnologici delle nuove applicazioni biotecnologiche, finalizzate sia alla produzione industriale sia alla protezione ambientale. Le esercitazioni di laboratorio da svolgere in gruppo, la possibilità di redigere l'elaborato per l'esame in collaborazione con un collega e la presentazione dell'elaborato con l'ausilio di un documento in Power Point hanno la finalità di fornire competenze trasversali in termini di abilità comunicative, capacità di lavorare in team e capacità di esposizione. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali (60 h) Esercitazioni in aula (4 h) Laboratorio (16 h) PROGRAMMA/CONTENUTO 1. La cellula: costituzione, morfologia e molecole fondamentali. 2. Proteine ed enzimi: struttura, condizioni influenzanti l'attività enzimatica. 3. Metabolismo microbico: vie cataboliche e anaboliche, ATP e ADP. 4. Codice genetico e sintesi proteica: DNA e RNA. 5. Classificazione dei processi biotecnologici industriali. 6. Tipi di conduzione. 7. Aerazione, Agitazione, Sterilizzazione, Immobilizzazione. 8. Fermentatori industriali. 9. Recupero dei prodotti biotecnologici e tecniche cromatografiche. 10. Cinetica di crescita microbica. 11. Bilanci di materia e produttività di un CSTR con e senza ricircolo. 12. Cinetica e termodinamica enzimatica. 13. Fermentazioni industriali: Vie glicolitiche, Ciclo di Krebs, Respirazione e fosforilazione ossidativa, Via dei pentosi fosfati, Fermentazioni omoloattica ed eterolattica, Fermentazione alcolica, Fermentazione acetica, Fermentazioni butirrico-butiliche, Fermentazione acida-mista, Fermentazioni propioniche, Fermentazione citrica. 14. Produzione di antibiotici. 15. Biotecnologie ambientali. 16. Popolazioni microbiche coinvolte nel processo di digestione anaerobica. Produzione di biogas. 17. Biofiltrazione di effluenti gassosi. 18. Vie metaboliche di degradazione di inquinanti organici. 19. Realizzazione di un bioprocesso in laboratorio. TESTI/BIBLIOGRAFIA 1. M.T. Madigan, J.M. Martinko, J. Parker, Brock, Biologia dei Microrganismi, Volumi 1 e 2, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2003. 2. S. Aiba, A.E. Humphrey, N.F. Millis, Biochemical Engineering, 2nd edition, New York, Academic Press, 1973. 3. M. Marzona, Chimica delle Fermentazioni & Microbiologia Industriale, 2a edizione, Piccin Nuova Libraria S.p.A., Padova, 1996. 4. P. Barbieri, G. Bestetti, E. Galli e D. Zannoni (Eds.), Microbiologia Ambientale ed Elementi di Ecologia Microbica, 1a edizione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, aprile 2008 (ISBN 978-88-08-18434-4). 5. S. Donadio, G. Marino (Eds.), Biotecnologie Microbiche, 1a edizione, Casa Editrice Ambrosiana, settembre 2008 (ISBN 987-88-08-18438-2). DOCENTI E COMMISSIONI ATTILIO CONVERTI Ricevimento: Per chiarimenti e/o approfondimenti, il docente riceve studenti e laureandi tutti i giovedì dalle ore 16 alle ore 17 e 30. E' altresì possibile il ricevimento in altri giorni della settimana previo appuntamento per posta elettronica (converti@unige.it). ALESSANDRO ALBERTO CASAZZA Commissione d'esame ATTILIO CONVERTI (Presidente) BRUNO FABIANO PATRIZIA PEREGO LEZIONI INIZIO LEZIONI 20/09/2017 Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Presentazione orale di un report in Power Point del lavoro di revisione precedentemente concordato fra lo studente e il docente ed inviato dallo studente al docente per posta elettronica almenno una settimana prima dell'esame. MODALITA' DI ACCERTAMENTO Gli allievi, alla fine del corso, propongono al docente di approfondire un argomento fra i tanti affrontati durante le lezioni frontali e le esercitazioni di laboratorio. Dopo aver concordato l'argomento, gli studenti inviano il lavoro di revisione su detto argomento al docente almeno una settimana prima dell'esame orale. Il lavoro, dopo correzione da parte del docente, sarà assunto come argomento principale dell'esame orale, divenendo oggetto di due domande di approfondimento. Il lavoro, che potrà essere elaborato e presentato in lingua italiana o in quella inglese, sarà esposto dallo studente mediante presentazione di un file elaborato in Power Point. Questa parte dell'esame e' destinata ad accertare la capacità dell'allievo di discernere l'importanza relativa dei diversi apporti della letteratura scientifica, quella di sintesi e quella di elaborare un lavoro di revisione a partire da tutte le fonti disponibili. La prova orale terminerà con un'ulteriore domanda relativa ad un qualsiasi altro argomento delle lezioni, al fine di verificare l'estensione dell'apprendimento. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 16/02/2018 17:00 GENOVA Orale 29/05/2018 09:30 GENOVA Orale 11/06/2018 09:30 GENOVA Orale 12/06/2018 09:30 GENOVA Orale 10/07/2018 09:30 GENOVA Orale 25/07/2018 09:30 GENOVA Orale 12/09/2018 09:30 GENOVA Orale 26/10/2018 09:30 GENOVA Orale 20/12/2018 09:00 GENOVA Orale ALTRE INFORMAZIONI Ulteriori informazioni disponibili sul sito: http://www.ingegneriachimica.unige.it/courses.htm