PRESENTAZIONE

In questo insegnamento vengono descritti alcuni dei principali processi fermentativi attualmente utilizzati in ambito industriale e i loro impianti di produzione. Esempi relativi sia alla microbiologia industriale tradizionale sia alle bioconversioni di più recente applicazione sono analizzati in termini di resa, economicità e impatto ambientale del processo, nonché in relazione alle peculiari proprietà metaboliche dei microorganismi e/o agenti biologici scelti.

OBIETTIVI E CONTENUTI

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.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARINA ALLOISIO (Presidente)

MAILA CASTELLANO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Date e orari sono disponibili sul Manifesto degli Studi e sul sito ufficiale del corso di laurea.

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste di una prova orale condotta dalle due docenti per una durata non inferiore a 30 minuti. Nel corso dell’anno solare sono fissati 7 appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi.

La prova orale si compone di tre parti, che contribuiscono equamente alla valutazione in trentesimi dell’esame:

• l’esame ha sempre inizio con la descrizione di un impianto di fermentazione tra quelli inseriti in programma, scelto dalla commissione; alla prima parte viene attribuita una valutazione massima di 10/30;
• nella seconda parte lo studente è chiamato a commentare il processo fermentativo correlato all’impianto precedentemente descritto (chimismo, caratteristiche e problematiche associate); alla seconda parte viene attribuita una valutazione massima di 10/30;
• nella terza parte lo studente è chiamato a fronteggiare una o due domande inerenti ad altri argomenti compresi nel programma del corso; alla terza parte viene attribuita una valutazione massima di 10/30.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Intento della prova è verificare la padronanza e la comprensione degli argomenti del corso da parte dello studente, nonché la sua capacità di applicare i concetti teorici a situazioni reali concernenti la realizzazione, la produttività, i costi e l’impatto di processi industriali coinvolgenti passaggi fermentativi. Verrà anche valutata la capacità dello studente di confrontare processi differenti, nonché di sapersi esprimere in modo chiaro e con la terminologia corretta. In caso di mancato conseguimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte dei docenti prima di ripetere l’esame.

Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell’insegnamento, il programma dettagliato del corso viene caricato su AulaWeb, in modo che gli studenti possano verificarne l'aderenza.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Il corso non prevede propedeuticità ufficiali.