Biotecnologie e Genomica per l'industria e l'ambiente

PROCESSI BIOTECNOLOGICI PER L'AMBIENTE E L'ENERGIA

Obiettivi formativi

Il corso ha l’obiettivo di fornire una descrizione panoramica sull’applicazione dei processi biotecnologici nel campo della protezione ambientale, con particolare riferimento ai principali processi di trattamento di reflui e rifiuti, ivi inclusa la loro valorizzazione, sia come risorse secondarie che a fini energetici. In questo ambito, il corso intende fornire altresì gli elementi di base dell’analisi dei processi biotecnologici, come mutuati dall’ingegneria chimica (analisi cinetica, bilanci di materia ed energia, relazioni di equilibrio), fornendone gli esempi specifici per i casi oggetto di studio. Studenti e studentesse che abbiano superato l’esame avranno conosciuto e compreso (descrittore 1: conoscenze acquisite): - I fondamenti dei principali processi biologici per il trattamento di reflui e rifiuti e per il recupero di energia e materia - Le metodologie per l’analisi sistematica dei processi biotecnologici - L’uso di specifiche tecniche di misura e controllo di rilievo nei processi studiati Studenti e studentesse che abbiano superato l’esame saranno in grado di (descrittore 2: competenze acquisite): - Applicare metodologie per l’analisi di processi di depurazione e valorizzazione di reflui e rifiuti e della produzione di energia da risorse rinnovabili (fino al dimensionamento preliminare delle principali unità di processo) - Inquadrare i contenuti appresi nel contesto più generale della salvaguardia dell’ambiente, anche con riferimento al quadro normativo - Inquadrare i contenuti appresi nel contesto più generale dello sviluppo dell’industria chimica e di processo, con particolare riferimento alla sostenibilità ambientale Le lezioni frontali e lo studio individuale consentono di ottenere l’acquisizione delle competenze suddette nonché di incrementare e di valutare le capacità critiche e di giudizio (descrittore 3) e la capacità di comunicare quanto si è appreso (descrittore 4)

Canale 1

MARIANNA VILLANO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma

I principali argomenti trattati nel corso possono essere raggruppati come di seguito: Sezione 1 (Introduzione) - Strategie della protezione ambientale (1 CFU) - Inquadramento della problematica, sostenibilità ambientale, innovazione di processo e di prodotto, risparmio e riutilizzo, depurazione, trattamento, risanamento e danno ambientale. Elementi di normativa ambientale (Cenni su: Direttive Europee e D.Lgs 152/2006, Valutazione di Impatto ambientale, Autorizzazione Integrata Ambientale, Best Available Technologies e Reference Documents, Tutela delle acque e trattamento degli scarichi) Sezione 2 - Depurazione e recupero di scarichi idrici (3 CFU) - Caratterizzazione dei reflui, con particolare riferimento a: rilevanza quantitativa e ambientale degli scarichi di origine civile e industriale; categorie di contaminanti; metodi di caratterizzazione chimico-fisica e biologica; test di biodegradabilità - Processi di depurazione biologica dei reflui: rimozione del carbonio e dell’azoto; processi a biomassa dispersa e processi a biofilm (Cenni); trasferimento dell’ossigeno nei reattori biologici; bilanci di materia in reattori biologici con e senza ricircolo; metodi respirometrici per la determinazione della cinetica biologica e dell’attività della biomassa, controllo del fenomeno del bulking filamentoso. Trattamento e valorizzazione di reflui e rifiuti mediante digestione anaerobica. Sezione 3 - Biorisanamento dei siti contaminati (CENNI) (1 CFU) - Caratterizzazione dei siti contaminati, Biodegradazione o bioattenuazione per le principali famiglie di contaminanti (es. solventi clorurati). Attenuazione naturale, processi di biorisanamento in situ, on site e off site. Esercitazioni (1 CFU): Esercitazioni pratiche di laboratorio

Prerequisiti

L’insegnamento è al II anno del percorso biennale della laurea magistrale. Non ci sono particolari prerequisiti tranne l’iscrizione al corso di Laurea Magistrale (il che comporta il superamento del previsto screening dei crediti già posseduti). In particolare, gli elementi di base sulle operazioni unitarie e sul funzionamento dei reattori chimici e biologici verranno richiamati nel corso delle lezioni frontali.

Testi di riferimento

Il docente fornisce copia delle diapositive utilizzate, dispense appositamente preparate e alcuni articoli tratti dalla letteratura scientifica per approfondimento di temi specifici. Ciò in aggiunta al materiale didattico digitale sulla piattaforma Eiduco.

Modalità insegnamento

Il corso è strutturato in lezioni frontali in cui la presentazione degli argomenti avviene con l’ausilio di schemi, diagrammi e tabelle nonché tipicamente con la definizione di formule chimiche e di relazioni quantitative, su cui vengono anche svolti semplici esercizi numerici a cura del docente. Le lezioni si svolgono in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su programma power-point. Le diapositive sono strutturate in modo fa fornire anche la base dello studio individuale per la preparazione dell’esame.

Frequenza

La frequenza delle lezioni è facoltativa ma altamente consigliata

Modalità di esame

La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente sugli argomenti stessi. L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze (descrittore 1) e competenze acquisite (descrittore 2) così come le abilità comunicative (descrittore 4). La valutazione consiste di una prova orale con domande aperte in cui viene richiesto ai candidati di accompagnare l’esposizione con l’utilizzo di semplici schemi o diagrammi e, ove l’argomento lo richieda, di riportare le espressioni matematiche fondamentali che descrivono i fenomeni trattati.

Modalità di erogazione

Il corso è strutturato in lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio. Nelle lezioni frontali la presentazione degli argomenti avviene con l’ausilio di schemi, diagrammi e tabelle nonché tipicamente con la definizione di formule chimiche e di relazioni quantitative, su cui vengono anche svolti semplici esercizi numerici a cura del docente. Il corso verrà inoltre svolto con l'utilizzo della piattaforma digitale Eiduco che consentirà allo studente di interagire sia durante la lezione che successivamente con il docente ed elaborare il materiale didattico presentato.