Insegnamento BIOTECHNOLOGICAL PLANTS BY PROCESS AND PRODUCT WITH LABORATORY
| Nome del corso | Metodologie per prodotto e processo |
|---|---|
| Codice insegnamento | A006193 |
| Curriculum | Esperto in processi biotecnologici e biomateriali |
| Docente responsabile | Alberto Maria Gambelli |
| CFU | 8 |
| Regolamento | Coorte 2025 |
| Erogato | Erogato nel 2026/27 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
BIOTECHNOLOGICAL PLANTS BY PROCESS AND PRODUCT
| Codice | A006194 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Alberto Maria Gambelli |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Tecnologie dei processi chimici |
| Settore | ING-IND/27 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | INGLESE (Italiano se richiesto) |
| 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 risorse convenzionali e da biomasse. 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 adattare/integrare gli impianti esistenti, basati sull'impiego di materie prime e/o fonti energetiche convenzionali, con processi di conversione e trasformazione di risorse rinnovabili (biomasse). 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 fonti fossili e da biomasse. Conoscenza dei relativi processi di produzione. Processi di produzione dei principali chemicals ottenibili da fonti convenzionali e 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 | Calendario delle prove d'esame: il calendario delle prove di esame è consultabile al link: http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/calendario esami 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) Definizione di equilibrio chimico nei processi di trasformazione e nei processi a cambiamento di fase. 2) Equilibrio termodinamico nei processi chimici. 3) Cinetica di una reazione: definizione del bilancio di massa in funzione del reaction rate. Legge di Arrhenius e significato dell'Energia di attivazione. Power Law. Definizione degli stati di transizione e suddivisione dei processi chimici nelle tre fase principali: iniziazione, propagazione, terminazione. 4) Descrizione dei principali reattori chimici in ambito industriale 5) Cenni di catalisi 6) 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. 7)Cenni su concetti biotecnologici applicati all'industria chimica - Principi della tecnologia di fermentazione. Dettagli sulle apparecchiature meccaniche (tipi di reattori). |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | 7) Energia pulita e accessibile; 9) Industria, innovazione e infrastrutture; 12) Consumo e produzione responsabili. |
LABORATORY OF BIOTECHNOLOGICAL SYSTEMS FOR PROCESS AND PRODUCT
| Codice | A006195 |
|---|---|
| CFU | 2 |
| Docente responsabile | Alberto Maria Gambelli |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Altro |
| Ambito | Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
| Settore | NN |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | INGLESE (Italiano se richiesto) |
| 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. Determinazione della capacità di scambio cationico. Determinazione gas-volumetrica del calcare totale. Determinazione del calcare attivo. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | 7) Energia pulita e accessibile; 9) Industria, innovazione e infrastrutture; 12) Consumo e produzione responsabili. |