90913 - DOWNSTREAM PROCESSES OF BIOLOGICAL MOLECULES

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Salute e benessere Imprese innovazione e infrastrutture

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce conoscenze di base sulle metodologie e tecnologie dell'industria di processo in ambito biotecnologico, per il recupero e purificazione di farmaci biotecnologici, tenendo conto della via di somministrazione e formulazione finale del prodotto finale.

Contenuti

Lisi delle cellule: shock osmotico, metodi chimici e meccanici. Sedimentazione: equazioni del moto, sedimentazione di equilibrio. Centrifugazione: descrizione e impiego dei vari tipi di centrifughe. Dimensionamento di massima di una centrifuga. Precipitazione delle proteine: solubilità delle proteine (salting in e salting out), formazione di un precipitato, dimensionamento di apparati per la precipitazione. Filtrazione convenzionale e tangenziale; legge di Darcy. Descrizione ed impiego dei vari tipi di filtro. Processi di separazione a membrana: classificazione in base alla forza spingente, descrizione sommaria e impiego dei vari processi in biotecnologie. Moduli: descrizione e impiego dei vari tipi di modulo. Polarizzazione di concentrazione: modello del film. Microfiltrazione. Ultrafiltrazione: modello del gel. Diafiltrazione. Fenomeno del fouling. Filtrazione sterile e filtrazione di virus. Estrazione liquido/liquido: estrazione con solvente ed estrazione in fase acquosa. Calcolo del numero di stadi necessari per ottenere un determinato recupero.  Adsorbimento: principi fondamentali, isoterme di adsorbimento. Cromatografia: descrizione del processo, tecniche cromatografiche e meccanismo di separazione, materiali di riempimento per colonne cromatografiche; parametri di processo. Dinamica di una colonna cromatografica: teoria dei piatti, efficienza di una colonna, equazione di Van Deemter, teoria della cromatografia per adsorbimento.

Testi/Bibliografia

R.G. Harrison, P. Todd, S. Rudge and D. Petrides, Bioseparations Science and Engineering, 2nd Ed. Oxford U. Press, NY, 2015.

P.M. Doran, Bioprocess Engineering Principles, 2nd Ed., Elsevier, 2013.

C. Gostoli, Trasporto di materia con elementi di reattoristica chimica e biochimica, Pitagora Editrice, Bologna, 2011.

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale (unico per i due Moduli) mira a valutare il raggiungimento dei principali obiettivi didattici:

- capacità di impiegare gli strumenti di analisi e di calcolo, oggetto delle lezioni e delle esercitazioni, per comprendere il funzionamento degli apparati e i principi su cui è basata la progettazione, oltre ai fenomeni chimici e fisici che avvengono in impianti e apparecchiature di processo;

- capacità di impiegare i risultati ottenuti al fine di migliorare il funzionamento di impianti e apparecchiature di processo.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta e una successiva prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

Lezioni ed esercitazioni, utilizzo di lavagna e diapositive a seconda dell'argomento delle lezioni.

Materiale didattico: il materiale didattico presentato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico tramite la piattaforma Virtuale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Cristiana Boi