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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
BIOTECNOLOGIE INDUSTRIALI
Insegnamento
REATTORI BIOCHIMICI
SC01110895, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
BIOTECNOLOGIE INDUSTRIALI
SC1731, ordinamento 2014/15, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese BIOCHEMICAL REACTORS
Sito della struttura didattica http://biotecnologie.scienze.unipd.it/2019/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Biologia
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ELEONORA SFORZA 000000000000

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
SC01110895 REATTORI BIOCHIMICI ELEONORA SFORZA SC1731

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
ALTRO Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro -- 1.0
CARATTERIZZANTE Discipline chimiche ING-IND/25 4.0
CARATTERIZZANTE Discipline chimiche ING-IND/34 1.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LABORATORIO 1.0 16 9.0
LEZIONE 5.0 40 85.0

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2014

Syllabus
Prerequisiti: Nessuno.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso si propone di fornire agli studenti gli elementi fondamentali per comprendere il funzionamento di diverse tipologie di fermentatori e di reattori biologici industriali, sia dal punto di vista qualitativo sia quantitativo.
Modalita' di esame: 1) Consegna al docente dei file svolti durante le esercitazioni in aula informatica, svolte singolarmente
2) Relazione individuale scritta delle attività di esercitazione, con elaborazione dei dati secondo materiale fornito dal docente
3) prova orale (in lingua italiana): risposta a due domande estratte dallo studente sulla base di una lista di due gruppi di domande che viene consegnata agli studenti prima del termine delle lezioni. L’orale può essere sostenuto solo dopo il superamento delle esercitazioni di laboratorio
Criteri di valutazione: La valutazione dello studente è basata su:
1) capacità di utilizzare correttamente i risolutori su dai sperimentali per la determinazione dei parametri cinetici (file di esercitazione, relazione di laboratorio)
2) dimostrazione che si sono acquisiti i concetti e le metodologie proposte, con particolare riguardo allo sviluppo di bilanci di materia nei reattori biologici e biochimici
La votazione finale è calcolata come media dei punteggi ottenuti nelle singole domande orali, arrotondata sulla base del giudizio ottenuto sulle relazioni di esercitazione.
Contenuti: Fondamenti sui bilanci di conservazione di materia e di energia e sulla loro applicazione a schemi di processo industriali.
Elementi di bioreattoristica e schemi di bioreattori per processi enzimatici e biologici.
Valutazione della cinetica di reazioni enzimatiche e biologiche: modelli di riferimento, misure sperimentali e determinazione dei valori dei parametri cinetici.
Immobilizzazione di enzimi e cellule e suo effetto sulle cinetiche di reazione.
Metodi per la modellazione matematica e la simulazione del funzionamento di reattori biochimici: Batch Reactor, Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR), Plug Flow Reactor (PFR), Dispersed Flow Reactor, Recycle Reactor, Attached growth reactor.
Processi con concentrazione e riciclo di biomassa.
Cenni di downstream processing.
Servizi ed elementi di controllo dei bioreattori.
Applicazione di simulatori di processo, analisi di sensitività, uso di software di calcolo per identificazione della variabili chiave sulle quali programmare le attività sperimentali (design of experiment).
Esempi: impianti di fermentazione industriale, impianti di trattamento biologico di acque reflue a fanghi attivi, coltivazione di microalghe su larga scala.
Esercitazione di calcolo: simulazione in Excel del comportamento di reattori e fermentatori.
Esercitazione applicativa: studio di un processo biologico, applicazione dei bilanci di materia ed energia, confronto di produttività di biomassa in reattore batch e in reattore continuo perfettamente mescolato. I dati ottenuti verranno elaborati per la determinazione dei parametri cinetici di crescita, e per una valutazione della produttività di biomassa/composto d’interesse.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: 1) lezioni teoriche, con esempi di impostazione e risoluzione di semplici bilanci di materia
2) lezioni in laboratorio di calcolo, per l'apprendimento dell'uso dei risolutori
3) esercitazioni di laboratorio informatico, studio di un caso applicativo di processo biologico.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: dispense distribuite dal docente
Testi di riferimento:
  • Shijie Liu, Bioprocess Engineering (Second Edition): Kinetics, Sustainability, and Reactor Design. --: Elsevier, 2017. Cerca nel catalogo
  • Blanch, D.S. Clark, Biochemical Engineering. New York: Marcel Dekker Inc., 1996. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Problem based learning
  • Working in group
  • Questioning
  • Problem solving
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Uguaglianza di genere Acqua pulita e igiene Energia pulita e accessibile Lavoro dignitoso e crescita economica Consumo e produzione responsabili