66210 - IMPIANTI BIOTECNOLOGICI M

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.

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.

[Si tratta di un testo di riferimento consigliato, utile per approfondimenti di varie parti del programma; non è seguito in modo dettagliato].

Metodi didattici

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

Modalità di verifica e valutazione 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.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Federico Alberini