Insegnamenti

Seleziona l'Anno Accademico:     2017/2018 2018/2019 2019/2020 2020/2021 2021/2022 2022/2023
Docente
ANTONIO RESCIGNO (Tit.)
MARIA GIORGIA CUTRUFELLO
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/76]  BIOTECNOLOGIE [76/10 - Ord. 2018]  Industriale e Ambientale 11 96

Obiettivi

Modulo I (CHIMICA INDUSTRIALE)
Conoscenze e comprensione: il corso ha come obiettivo quello di fornire le conoscenze di base e la capacità di comprensione relative alla chimica industriale, con particolare riferimento a termodinamica, cinetica, catalisi, meccanismi di reazione, la cui conoscenza è fondamentale per la realizzazione e la conduzione dei processi chimici e biotecnologici applicati all'industria per uno sviluppo sostenibile.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente sarà in grado di applicare le proprie conoscenze e la capacità di comprensione nella gestione dei processi biotecnologici industriali, di effettuare il bilancio di materia e di energia di processi semplici, e di risolvere problemi elementari di scambio termico.
Autonomia di giudizio: lo studente sarà in grado di raccogliere ed interpretare autonomamente i dati scientifici derivati dalle misurazioni in laboratorio e di condurre un esperimento con quantificazione e valutazione del risultato.
Abilità comunicative: lo studente sarà in grado di condurre le attività sperimentali in collaborazione e di redigere una relazione sull'attività di laboratorio utilizzando i processori di scrittura e/o immagini e i più comuni programmi di calcolo.

Modulo II (ENZIMOLOGIA)
Conoscenze: Il corso si propone di fornire le conoscenze teoriche e pratiche avanzate sull'applicazione a livello industriale degli enzimi.
Capacità: Lo studente sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per una applicazione pratica degli enzimi nei vari settori di applicazione delle biotecnologie.
Comportamenti: Il corso prevede di stimolare il lavoro sia di gruppo sia autonomo.

Prerequisiti

Modulo I (CHIMICA INDUSTRIALE)
Lo studente deve avere una buona conoscenza di base della Chimica Generale, della Chimica Organica e della Chimica Fisica. In particolare: bilanciamento delle equazioni, calcoli stechiometrici, concentrazione delle soluzioni; i principali gruppi funzionali della chimica organica e la loro reattività; termodinamica chimica (energia libera, entalpia, entropia); cinetica delle reazioni chimiche.

Modulo II (ENZIMOLOGIA)
Lo Studente deve possedere essenzialmente solide basi di Chimica Organica e Biochimica.

Contenuti

Modulo I (CHIMICA INDUSTRIALE)
- Chimica Industriale e Industria Chimica.
Caratteristiche e importanza economica dell'industria chimica. Processi chimici industriali. Definizione e calcolo di conversione, selettività e resa di una reazione chimica. Valutazione della fattibilità industriale di una reazione chimica: fattibilità economica e tecnica. Esercizi.
- Materiali Polimerici.
Polimeri naturali, artificiali e sintetici. Materie plastiche, fibre ed elastomeri. Policondensazione e poliaddizione. Polimeri termoplastici e termoindurenti.
- Catalisi.
Definizione di catalizzatore. Catalisi omogenea. Catalisi eterogenea. Classificazione dei catalizzatori. Catalizzatori acidi solidi. Cinetica delle reazioni catalitiche eterogenee.
- I reattori chimici.
Reattori continui e discontinui. Equazioni di comportamento di reattori Batch, PFR e CSTR. Reattori isotermi e adiabatici.
- Gascromatografia.
Principi e applicazioni.
- Sviluppo Sostenibile e Chimica Verde.
Definizioni di Sviluppo Sostenibile e Green Chemistry. I 12 Principi della Green Chemistry. Le metriche della Green Chemistry. Definizione e calcolo di economia atomica, efficienza atomica e Fattore E. Esercizi.
- Bilanci nei sistemi reagenti.
L’equazione del bilancio di materia. L’equazione del bilancio di energia. Rappresentazione del flusso di materia in un processo chimico. Esercizi.
- Trasferimento di calore.
Conduzione e convezione. Scambiatori di calore. Esercizi.
- Processi di separazione.
Caratteristiche dei processi di separazione. Selezione dei processi di separazione. Distillazione frazionata.
- Biotecnologie e Biopolimeri.
- Biocatalisi.
Gli enzimi. Preparazione di un enzima per uso catalitico. Bioconversioni e biotrasformazioni. Enzimi immobilizzati. Attività dell’acqua. Reazioni catalizzate da enzimi.
- Le biotecnologie e le energie rinnovabili.

Esperienze di laboratorio:
-sintesi di polimeri
-determinazione dell’acidità di catalizzatori solidi
-studio di una reazione catalitica in fase liquida mediante gascromatografia



Modulo II (ENZIMOLOGIA)
Enzimi: generalità, classificazione. Cinetica Enzimatica. Interazioni enzima/substrato: Ks, Km. Velocità delle reazioni enzimatiche e Vmax. Inibizione enzimatica. Allosterismo e modulazione enzimatica.
I meccanismi delle interazioni molecolari degli enzimi con substrati, inibitori, modulatori. Coenzimi, cofattori. Effetto di temperatura, pH, solventi organici sull’attività enzimatica.
Misurazione dell’attività enzimatica.
Applicazioni tecnologiche e biomediche degli enzimi. Enzimi immobilizzati.
Bioinformatica: principali tools informatici di ausilio al lavoro in enzimologia.

Metodi Didattici

Modulo I (CHIMICA INDUSTRIALE)
Il corso prevede 32 ore di lezioni frontali e 24 ore di esercitazioni numeriche ed esperienze di laboratorio. Le lezioni sono in italiano.

Modulo II (ENZIMOLOGIA)
Il corso prevede 40 ore di lezioni frontali, che si svolgono in parte in aula ed in parte in laboratorio ed in aula informatica.


***La didattica verrà erogata contemporaneamente sia in presenza sia online, delineando dunque una didattica mista che possa essere fruita nelle aule universitarie ma al contempo anche a distanza. Ogni studente, all'inizio del semestre può optare, con scelta vincolante, per la didattica in presenza o a distanza. In funzione della disponibilità delle aule e del numero di studenti che opteranno per la modalità in presenza, potrà essere prevista comunque una turnazione per l'effettivo accesso in aula.***

***Per quanto riguarda l’attività laboratoriale, sulla base delle condizioni di contesto legate alla pandemia Covid 19, potranno essere previste turnazioni e/o attività sostitutive on-line.***

Verifica dell'apprendimento

Modulo I (CHIMICA INDUSTRIALE)
L’esame finale consiste in una prova orale, alla quale lo studente accede solo dopo avere consegnato le relazioni sulle esperienze di laboratorio e avere sostenuto una prova scritta (votazione minima 15/30, ottenuta non più di un anno prima della data della prova orale). Le relazioni devono essere consegnate entro un mese dopo la fine del corso, e comunque almeno 15 giorni prima della prova orale. La prova scritta, calendarizzata circa una settimana prima della data della sessione di esame, consiste in esercizi numerici su: conversione, selettività, resa, economia atomica, efficienza atomica e Fattore E di una reazione; bilancio di materia; trasferimento di calore. Nel corso della prova orale vengono analizzate e discusse le relazioni sulle esperienze di laboratorio e la prova scritta, e vengono affrontati diversi argomenti trattati nel corso delle lezioni.
Il voto per il modulo di Chimica Industriale, espresso in trentesimi, tiene conto di:
-valutazione dell’attività (partecipazione, precisione, collaborazione, abilità) di ciascuno studente in laboratorio (10%)
-valutazione dei rapporti sulle esercitazioni e delle relazioni sulle esperienze di laboratorio (20%)
-voto della prova scritta (20%)
-voto della prova orale (50%)

Modulo II (ENZIMOLOGIA)
L’esame finale consiste in un colloquio. Sono possibili delle verifiche scritte intermedie miranti a valutare la capacità di apprendimento in itinere. L’esame è valutazione corretta e oggettiva del grado di preparazione raggiunto:
a) acquisizione di nozioni correlate, generali, basilari, dettagliate e specifiche;
b) integrazione logica delle nozioni acquisite, loro comprensione e interpretazione;
c) capacità di sviluppare le conoscenze acquisite per il prosieguo degli studi o per il lavoro e la professione.
L’esame è individuale. Il voto viene espresso in trentesimi.

Il VOTO FINALE COMPLESSIVO è la media dei voti riportati nei due moduli.
La valutazione può essere:
Insufficiente
Pochissime nozioni acquisite. Incapacità di collegamenti concettuali semplici. Capacità espressive insufficienti;
Sufficiente (18-20)
Capacità espressive modeste, ma sufficienti. Poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune, collegamenti concettuali elementari. Capacità di espressione grafica stentata;
Discreto (21-23)
Capacità espressive più che sufficienti. Accettabile padronanza del linguaggio scientifico. Discreta acquisizione di nozioni, scarso approfondimento, alcune lacune, collegamenti concettuali di moderata complessità. Capacità di espressione grafica accettabile;
Buono (24-26)
Soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico. Bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, piccole lacune. Capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili. Capacità di espressione grafica più che accettabile;
Ottimo (27-29)
Notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico. Bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, lacune marginali. Notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica. Capacità di espressione grafica elevata;
Eccellente (30)
Elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico. Bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti. Ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi. Grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti espressivi, nozionistici, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

***In base alle condizioni legate alla pandemia Covid-19, le prove scritte (sia intermedie che finali) potranno essere sostituite da modalità di verifica differenti***

Testi

Modulo I (CHIMICA INDUSTRIALE)
Testi consigliati:
1. Clausen, Mattson “Principles of Industrial Chemistry”, John Wiley & Sons
2. Carrà, Morbidelli “Chimica Fisica Applicata”, Hoepli
3. Petrone “Biotecnologia”, Siderea
Testi per approfondimenti:
1. Smith “Biotecnologie”, Zanichelli
2. Alberghina, Cernia “Biotecnologie e Bioindustria”, Utet
3. Straathof “Applied Biocatalysis”, Harwood Academic Publishers
4. Verga, Pilone “Biochimica Industriale”, Springer

Modulo II (ENZIMOLOGIA)
Verga & Pilone “Biochimica Industriale”, Springer, Milano
Bonaccorsi di Patti et al., “Metodologie Biochimiche”, Ambrosiana, Milano;
- De Marco e Cini “Principi di Metodologia Biochimica”, Piccin, Padova
- Ninfa e Ballou “Metodologie di base per la Biochimica e le Biotecnologie”, Zanichelli, Bologna
- Garrett e Grisham “Principi di Biochimica”, Piccin, Padova
- Voet, Voet & Pratt, “Fondamenti di biochimica”, Zanichelli, Bologna
- Voet, Voet & Pratt, “Biochemistry”, Wiley and sons
- Bonner & Hargreaves "Basic Bioscience Laboratory Techniques", Wiley and Sons

Altre Informazioni

Modulo I (CHIMICA INDUSTRIALE)
Materiale messo a disposizione degli studenti:
- le slide delle lezioni;
- copia delle esercitazioni numeriche con traccia delle soluzioni;
- copia dei testi di esercizi della stessa tipologia di quelli presenti nella prova scritta.

Modulo II (ENZIMOLOGIA)
Le diapositive delle lezioni ed eventuali dispense preparate dal docente su argomenti specifici sono a disposizione degli studenti sulla Home page del docente presso il sito istituzionale di Unica.

Questionario e social

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