PRESENTAZIONE

L’insegnamento introduce ai principali processi fermentativi impiegati in ambito industriale e ai relativi impianti di produzione. Vengono analizzati esempi significativi, appartenenti sia alla microbiologia industriale tradizionale sia alle bioconversioni di più recente sviluppo, con particolare attenzione ai parametri di resa, sostenibilità economica e impatto ambientale dei processi.

Tali aspetti sono inoltre esaminati in relazione alle specifiche caratteristiche metaboliche dei microrganismi e degli agenti biologici coinvolti.

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

L’insegnamento è finalizzato allo sviluppo della capacità di correlare le conoscenze teoriche relative alla microbiologia industriale e agli impianti di fermentazione con dati sperimentali, al fine di individuare criteri generali per l’applicazione dei processi. A tal fine, le lezioni frontali sono integrate da esempi applicativi tratti dalla vita quotidiana e dalla pratica industriale.

Al termine dell’insegnamento sarà possibile:

• conoscere le principali classi di microrganismi e agenti biologici impiegati nei processi fermentativi industriali e i relativi ambiti di applicazione;
• descrivere schemi di impianti di fermentazione utilizzando la simbologia comunemente adottata in ambito industriale;
• classificare e discutere processi fermentativi, impiegando un linguaggio tecnico appropriato, in funzione del prodotto finale, delle caratteristiche dell’agente biologico selezionato e del tipo di impianto utilizzato.

PREREQUISITI

Nessuno ufficiale, ma è consigliato aver seguito l’insegnamento “Microbiologia industriale e biotecnologie delle fermentazioni e laboratorio”.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali per un totale di 32 ore. In particolare, 28 ore (3,5 CFU) sono svolte dalla prof.ssa Marina Alloisio, mentre le restanti 4 ore (0,5 CFU), dedicate agli impianti, sono affidate alla prof.ssa Maila Castellano.

Al fine di supportare il processo di apprendimento, il materiale didattico, comprensivo delle dispense delle lezioni e degli schemi di impianto, è reso disponibile sulla piattaforma AulaWeb in concomitanza con la trattazione dei relativi contenuti in aula.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Richiami ai principi fondamentali dei processi di fermentazione industriale.

Fondamenti relativi ai principali gruppi microbici di interesse industriale, con riferimento a classificazione, metabolismo, crescita e conservazione delle colture.

Analisi di esempi significativi di processi fermentativi industriali, tra cui produzione di etanolo, lievito di birra e acidi organici; produzione di enzimi e proteine monocellulari; produzione di amminoacidi e antibiotici; produzione di poliesteri.

Bioconversioni: principi generali e principali ambiti applicativi, con particolare riferimento alla produzione di amminoacidi e alla trasformazione di steroidi.

Tecniche di immobilizzazione di enzimi e cellule su substrati solidi.

Descrizione e analisi di esempi di impianti di fermentazione e bioconversione, tra cui impianti per la produzione di etanolo, lievito di birra, acido citrico, penicillina, proteine monocellulari ed enzimi.

In base al programma descritto, l’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell’Agenda ONU 2030: Obiettivo 4. Istruzione di Qualità, Obiettivo 5. Parità di Genere e Obiettivo 12. Consumo e Produzione Responsabili.

Il programma dettagliato è caricato sul portale AulaWeb in modo si possa verificarne la corrispondenza con gli obiettivi formativi dell’insegnamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Sono suggeriti testi di appoggio riportati di seguito limitatamente ai contenuti trattati nell’insegnamento:

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 edizione, Upper saddle River, NJ: Prentice-Hall, 2006.

Indicazioni specifiche sulla bibliografia di riferimento per gli argomenti trattati nell’insegnamento saranno fornite dalle docenti all’inizio delle lezioni.

Materiale supplettivo è fornito a richiesta in caso di presenza di DSA o di frequenza parziale per motivi di lavoro.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARINA ALLOISIO (Presidente)

MAILA CASTELLANO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L’insegnamento si tiene nel corso del II semestre secondo l’orario riportato all’indirizzo riportato di seguito.

https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste in una prova orale, condotta dalle due docenti titolari, della durata indicativa non inferiore a 30 minuti.

Nel corso dell’anno sono previsti sette appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi e dal Regolamento del Corso di Studio. Appelli straordinari al di fuori di tali periodi sono riservati esclusivamente a studenti non in corso.

La prova orale è articolata in tre parti, che contribuiscono in modo equivalente alla valutazione finale in trentesimi:

una prima parte, relativa alla descrizione di un impianto di fermentazione scelto dalla commissione tra quelli inclusi nel programma (fino a 10/30);

una seconda parte, inerente alla classificazione e alla discussione del processo fermentativo associato all’impianto descritto, con riferimento al chimismo, alle caratteristiche e alle principali criticità (fino a 10/30);

una terza parte, relativa alla trattazione e discussione di ulteriori argomenti del programma (fino a 10/30).

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) possono richiedere adattamenti in sede d'esame. È necessario inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo (https://rubrica.unige.it/strutture/struttura/100111). Successivamente, con significativo anticipo (almeno 7 giorni) rispetto alla data di esame occorre compilare l’apposito modulo online (https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova orale è finalizzata a verificare il conseguimento di un adeguato livello di comprensione dei contenuti trattati e la capacità di applicare le conoscenze teoriche a contesti reali, con particolare riferimento alla produttività, ai costi e all’impatto dei processi industriali basati su fermentazioni.

Viene inoltre valutata la capacità di descrivere e confrontare diversi processi, utilizzando un linguaggio tecnico appropriato e una terminologia scientifica corretta.

In caso di mancato raggiungimento degli obiettivi formativi, è suggerito un approfondimento individuale dei contenuti, eventualmente supportato da un confronto con le docenti, prima della ripetizione della prova d’esame.

ALTRE INFORMAZIONI

Rivolgersi alle docenti per ulteriori informazioni non comprese nella scheda di insegnamento.