90913 - DOWNSTREAM PROCESSES OF BIOLOGICAL MOLECULES

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

Nel corso verranno illustrate le principali unità di processo impiegate nell’industria biotecnologica per il recupero e purificazione di prodotti ad alto valore, con particolare enfasi sulla produzione di biofarmaceutici:

• 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 e processi a membrana: descrizione ed impiego dei vari tipi di filtrazione e delle corrispondenti forze motrici e applicazioni: filtrazione convenzionale, a flusso tangenziale, diafiltrazione, dialisi, filtrazione sterile e filtrazione di virus. Classificazione, descrizione e applicazione delle membrane e dei moduli in cui vengono alloggiate: microfiltrazione, ultrafiltrazione, moduli piani e a fibre cave. Principi di processo ed effetti della polarizzazione di concentrazione, gel-layer e fouling.
• Estrazione liquido/liquido: estrazione con solvente ed estrazione in fase acquosa. Descrizione delle apparecchiature e dei parametri principali per valutare l’efficienza e il 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 ed efficienza di una colonna cromatografica: teoria dei piatti, equazione di Van Deemter, teoria della cromatografia per adsorbimento, capacità di adsorbimento dinamico e procedure industriali.

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.

L'esame consiste in una prova orale con cui verrà verificata la comprensione dei principi di base, della progettazione dei singoli apparati e dell'intero processo che sono stati studiati durante il corso.

Un voto positivo (maggiore od uguale di 18/30) può essere rifiutato solo una volta.

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.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’Ufficio di Ateneo competente (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it ). Sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con almeno 15 giorni di anticipo, all’approvazione del/della docente, il/la quale ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell’insegnamento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Davide Pinelli

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