Insegnamento IMPIANTI BIOTECNOLOGICI PER PROCESSO E PRODOTTO CON LABORATORIO

Nome del corso Metodologie per prodotto e processo
Codice insegnamento A004808
Curriculum Esperto in processi biotecnologici e biomateriali
Docente responsabile Alberto Maria Gambelli
CFU 8
Regolamento Coorte 2024
Erogato Erogato nel 2025/26
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

IMPIANTI BIOTECNOLOGICI PER PROCESSO E PRODOTTO

Codice A004626
CFU 6
Docente responsabile Alberto Maria Gambelli
Docenti
  • Alberto Maria Gambelli
Ore
  • 42 ore - Alberto Maria Gambelli
Attività Caratterizzante
Ambito Tecnologie dei processi chimici
Settore ING-IND/27
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO/INGLESE
Contenuti Il corso mostra e descrive in dettaglio i principali processi e metodi per la produzione di vettori energetici e bulk chemicals, a partire da biomasse e loro derivati. Particolare attenzione verrà posta al processi produttivi, descrivendo e quantificando i flussi in ingresso e in uscita. Per ciascun processo verrà caratterizzata la tipologia di impianto utilizzata. Anche in funzione di questo ultimo aspetto, verrà discussa la possibilità di integrazione con impianti esistenti, basati sull'impiego di materie prime e/o fonti energetiche convenzionali. La parte finale del corso verrà dedicata ad un confronto tra raffineria convenzionale e bioraffineria, elencando e caratterizzando i principali vantaggi e svantaggi di entrambe le tipologie.
Testi di riferimento Jacob A. Moulijn, Michiel Makkee, Annelies E. van Diepen, "Chemical Process Technology" Wiley Dispense mostrate in aula e messe a disposizione dal docente.
Obiettivi formativi Conoscenza dei principali vettori energetici ottenibili da biomasse e dei relativi processi di produzione. Processi di produzione dei principali chemicals ottenibili da biomasse. Comprensione degli schemi impiantistici e delle soluzioni tecnologiche adottate, per la produzione dei prodotti sopra citati. Concetto di bioraffineria: in cosa consiste, possibilità di integrazione con le filiere esistenti e potenzialità. Differenze tra raffineria convenzionale e bioraffineria; principali vantaggi e svantaggi di entrambe.
Prerequisiti Nozioni di base di matematica, fisica e termodinamica.
Metodi didattici Il corso è strutturato in: 1) lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma con confronto con gli studenti; 2) lezioni frontali a carattere seminariale con supporto del proiettore; 3) attività pratiche in laboratorio.
Altre informazioni Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Modalità di verifica dell'apprendimento La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento prevede una prova orale. Essa consiste in una discussione di durata compresa tra i 20 e i 40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione. La prova orale può essere effettuata singolarmente per ciascun modulo o contemporaneamente per entrambi i moduli del corso.
Programma esteso 1) Processi per la conversione della biomassa - Produzione di biocarburanti: bioetanolo, biobutanolo e biocarburanti di tipo diesel; - Produzione di prodotti chimici di origine biologica: etanolo, glicerolo, acido succinico e idrossimetilfurfurale (HMF); - La bioraffineria. Progettazione, criteri e prodotti. Concetti di bioraffineria. Tecnologie chiave di una bioraffineria termochimica. - Digestione anaerobica per la produzione di biogas. Descrizione delle diverse tipologie di materie prime per il processo. - Co-digestione come opzione per l'intensificazione di processo; - Smaltimento finale dei residui esausti: compostaggio. - Alcuni esempi di bioraffinerie esistenti. Possibilità di integrazione di impianti esistenti con bioraffinerie. - Bioraffineria versus raffineria di petrolio. 2) Concetti biotecnologici applicati all'industria chimica - Principi della tecnologia di fermentazione. Dettagli sulle apparecchiature meccaniche (tipi di reattori). - Brevi note sulla biomassa cellulare: produzione di lievito; - Trattamenti delle acque reflue: trattamenti aerobici e anaerobici; - Brevi cenni sulle tecnologie enzimatiche e sui biocatalizzatori.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile 7) Energia pulita e accessibile; 9) Industria, innovazione e infrastrutture; 12) Consumo e produzione responsabili.

LABORATORIO DI IMPIANTI BIOTECNOLOGICI PER PROCESSO E PRODOTTO

Codice A004779
CFU 2
Docente responsabile Alberto Maria Gambelli
Docenti
  • Alberto Maria Gambelli
Ore
  • 24 ore - Alberto Maria Gambelli
Attività Altro
Ambito Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro
Settore NN
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO/INGLESE
Contenuti Il corso consisterà principalmente in lezioni pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti potranno conoscere nel dettaglio ed applicare direttamente le principali metodologie per la caratterizzazione delle biomasse. Gli studenti saranno inoltre chiamati a costruire reattori per la produzione di biogas/biometano di piccola scala e dovranno poi seguirne l'andamento e valutarne le resa energetica.
Testi di riferimento Jacob A. Moulijn, Michiel Makkee, Annelies E. van Diepen, "Chemical Process Technology" Wiley Dispense mostrate in aula e messe a disposizione dal docente.
Obiettivi formativi Conoscenza di tecniche di laboratorio finalizzate alla caratterizzazione delle biomasse. Sulla base di tali caratterizzazioni, definizione delle possibilità di impiego delle biomasse nei principali processi di bioraffineria. Conoscenza pratica dettagliata del processo di produzione di biogas/biometano.
Prerequisiti Le lezioni verranno principalmente svolte in laboratorio; è pertanto richiesta la conoscenza ed il rispetto delle principali norme di sicurezza e comportamentali richieste.
Metodi didattici Lezioni frontali in aula per introdurre i temi e gli argomenti affrontati e lezioni pratiche in laboratorio.
Altre informazioni Per qualsiasi chiarimento, il docente può essere contattato al seguente indirizzo mail: albertomaria.gambelli@unipg.it L'ufficio del docente è sito presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale.
Modalità di verifica dell'apprendimento La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento prevede una prova orale. Essa consiste in una discussione di durata compresa tra i 20 e i 40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione. La prova orale può essere effettuata singolarmente per ciascun modulo o contemporaneamente per entrambi i moduli del corso. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso Analisi dei parametri chimico/fisici delle matrici organiche impiegate nei processi di digestione aerobica (per la produzione di compost) e anaerobica (per la produzione di biogas/biometano). Utilizzo della strumentazione richiesta e delle principali procedure di laboratorio sviluppate per lo scopo. Costruzione di reattori di piccola scala per la produzione di biogas e biometano in laboratorio. Metodologie per definire la resa in metano in funzione della matrice organica impiegata nel processo di digestione anaerobica. Definizione delle curve cumulate di produzione di biometano, rendimento di processo e quantificazione dell'energia prodotta per unità di massa e per unità di tempo.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile 7) Energia pulita e accessibile; 9) Industria, innovazione e infrastrutture; 12) Consumo e produzione responsabili.