OBIETTIVI FORMATIVI

Conoscenza di base dei processi di produzione in campo industriale, alimentare, farmaceutico e ambientale coinvolgenti fasi di fermentazione. Dopo una prima parte introduttiva riguardante i contenuti fondamentali di microbiologia e biochimica batterica, verranno esaminate le tecniche operative e i modelli di impianto abitualmente utilizzati nei principali processi fermentativi in uso.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivo dell’insegnamento è sviluppare l'abilità dello studente a correlare le nozioni teoriche sulla microbiologia industriale e sugli impianti di fermentazione con i dati sperimentali per formulare criteri di massima per l'utilizzo applicativo. Per perseguire tale proposito le lezioni frontali vengono sempre corredate di esempi concreti legati alla vita quotidiana e alla pratica industriale. Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di:

• conoscere le principali classi di microrganismi o agenti biologici utilizzati nelle fermentazioni industriali e i loro settori di applicazione;
• illustrare in dettaglio uno schema di impianto di fermentazione in base alla simbologia comunemente adottata nell’ambito industriale;
• descrivere un processo fermentativo in base al prodotto finale, alle caratteristiche dell’agente biologico selezionato e al tipo di impianto utilizzato.

PREREQUISITI

Non è richiesto alcun prerequisito.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento viene erogato tramite lezioni frontali per un totale di 32 ore, talvolta accompagnate da esercitazioni in aula a discrezione del docente. L'insegnamento è ripartito nel modo seguente: 28 ore di lezione frontale (3.5 CFU) sono tenute dalla prof. Marina Alloisio, titolare per affidamento dell’insegnamento; le restanti 4 ore di lezione frontale (0.5 CFU) sono tenute dalla prof. Maila Castellano per la parte relativa agli impianti.

Le dispense delle lezioni e gli schemi di impianto vengono caricati sulla pagina di AulaWeb dedicata all’insegnamento contemporaneamente alla presentazione in aula dei contenuti relativi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Richiami sui principi base dei processi di fermentazione industriale.

Gruppi microbici di interesse industriale: classificazione, metabolismo, sviluppo e conservazione delle colture.

Esempi di fermentazione industriale: fermentazione metanica, fermentazione di idrocarburi lineari e aromatici, fermentazione di composti azotati; produzione di etanolo, lievito di birra, acidi organici; produzione di enzimi e proteine monocellulari; produzione di amminoacidi, antibiotici, poliesteri e polisaccaridi extracellulari.

Bioconversioni: principi generali ed applicazioni (produzione di amminoacidi, conversione degli steroidi).

Trattamento biologico delle acque.

Esempi di impianti di fermentazione e bioconversione: impianto di produzione di etanolo, lievito di birra, acido citrico, penicillina, proteine monocellulari; reattori enzimatici e per il trattamento biologico delle acque.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

M. Marzona, “Chimica delle fermentazioni e microbiologia industriale”, Piccin Ed., Padova, 1996.

C. Ratledge, B. Kristiansen, “Biotecnologie di base”, Zanichelli Ed., Bologna, 2004.

S. Aiba, A.E. Humphrey, N.F. Mills, “Biochemical engineering”, New York: Academic Press, Inc., 1973.

K. Schugerl, “Bioreaction engineering”, Chichester, Sussex, UK; John Wiley & Sons, 1987.

O. Levenspiel, “Ingegneria delle reazioni chimiche”, edizione italiana a cura di E. Sebastiani, Milano: Casa Editrice Ambrosiana, 1978.

H.S. Fogler, “Elements of chemical reaction engineering”, 4a editizione, Upper saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2006.