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Giuseppe MONTEVECCHI
Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. B
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Agraria
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Insegnamento: Mitigazione dell'impatto delle produzioni alimentari sull'ambiente
Bioscienze (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Attraverso questo insegnamento, lo studente sarà in grado di acquisire una comprensione approfondita: i. dell’identificazione e descrizione delle principali fasi coinvolte nella produzione di diverse categorie di alimenti (filiera delle bevande; prodotti da forno; prodotti lattiero-caseari; settore estrattivo) con un approccio “from cradle to the grave”, ii. dell’analisi delle principali problematiche ambientali correlate alla produzione alimentare, iii. della valutazione critica dei processi industriali che hanno un impatto negativo sull’ambiente e identificazione delle aree di intervento per mitigare tali impatti attraverso pratiche sostenibili di produzione e consumo responsabili, iv. dello studio delle strategie per ridurre gli sprechi alimentari lungo l’intera filiera, nonché il riutilizzo e il riciclo dei sottoprodotti alimentari.
Per una più completa comprensione degli obiettivi formativi, si rimanda alla lettura dei risultati di apprendimento attesi a seguito dello svolgimento del presente percorso formativo.
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica e fisica e le comuni conoscenze sui problemi relativi ai cambiamenti climatici.
Programma del corso
0,25 CFU (2 ore)
La ricerca nel settore
L’importanza della ricerca nel valutare gli effetti dei cambiamenti climatici prodotti dall’attività antropica. Alcuni esempi di ricerca applicata e valutazione dei risultati.
1,5 CFU (12 ore)
Descrizione dei processi di produzione
bevande (alcoliche, succhi, nervine); prodotti da forno; prodotti lattiero-caseari, settore delle estrazioni.
0,5 CFU (4 ore)
Introduzione ai sistemi circolari
Economia lineare vs economia circolare; Sostenibilità; Bioeconomia; Prodotti bio-based; Supply chain and Value chain; Biomasse; Biodegradabilità
1,25 CFU (10 ore)
Tecnologie applicabili
Tecniche di estrazione; Estrazione con fluidi supercritici; Estrazione con fluidi pressurizzati; Estrazione assistita da microonde; Estrazione assistita da ultrasuoni; Cavitazione (cavitazione idrodinamica controllata); Steam explosion; Dry biorefinery; Separazione elettrostatica; Pirolisi e gasificazione; Campi elettrici pulsati; Pretrattamenti chimici: acidi, alcalini, con liquidi ionici; Estrazione assistita da idrolisi enzimatica, Fermentazioni; Fermentazioni in stato solido; Enzimi immobilizzati; Processi di purificazione; Filtrazione; Microfiltrazione; Ultrafiltrazione; Nanofiltrazione; Osmosi inversa
0,5 CFU (4 ore)
Cenni sui sistemi per misurare la sostenibilità e la circolarità
Misurazione della sostenibilità e della circolarità; extended producer responsibility (EPR); Sostenibilità di organizzazione e di prodotto; Norme ISO e norme UNI; Criteri Ambientali Minimi (CAM); Life cycle assessment (LCA); Carbon footprint; Water footprint; Product Environmental Footprints (PEF) e Organization Environmental Footprints (OEF); Environmental Product Declaration (EPD); Indice di circolarità di prodotto (NCI); Business model per una bioraffineria
0,75 CFU (6 ore)
Valorizzazione di sottoprodotti
Bioraffinerie; Dati sullo “spreco” di cibo; Sottoprodotti della filiera alimentare locale; Progetti regionali di geolocalizzazione; Bioraffinerie indirette; Bioconversione di resti alimentari attraverso larve di Hermetia illucens
1 CFU (8 ore)
Recupero e impiego di sottoprodotti nelle industrie alimentari
Filiera vitivinicola; Trattamento su materiali lignocellulosici; Macinazione; Pretrattamenti fisici: tecnologie a microonde e ultrasuoni; pirolisi e campi elettrici pulsati; Pretrattamenti chimici: acidi, alcalini, con liquidi ionici; Metodi biotecnologici: applicazioni enzimatiche nel pretrattamento di lignocellulosici; Steam explosion; Separazione elettrostatica; Bioconversione di materiali lignocellulosici in etanolo; Preparazione di (bio)-compositi; il risparmio idrico in sede di produzione, la sostituzione della SO2; la gestione degli additivi; Trattamento delle vinacce.
Filiera della birra; Recupero e valorizzazione delle trebbie.
Filiera della trasformazione della frutta, ortaggi, legumi, cereali, caffè; Estrazione di molecole bioattive; Estrazione di molecole aromatiche; Estrazione di molecole di interesse tecnologico; Estrazione di materiale proteico, polisaccaridico, lipidico, fibroso; Applicazioni in campo alimentare e mangimistico.
Filiera dei prodotti da forno; valorizzazione degli invenduti e prodotti prossimi alla scadenza.
Filiera lattiero-casearia; gestione di acqua e calore; recupero di sostanze biologicamente interessanti dai sottoprodotti.
Metodi didattici
L’insegnamento prevede lezioni frontali in presenza con un approccio fortemente interattivo. Le lezioni vengono svolte con l’ausilio di slide e filmati. Gli studenti vengono stimolati a ricercare documentazione che sarà valutata in sede d’esame (attività non obbligatoria).
L’insegnamento si svolge in lingua italiana. La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Testi di riferimento
Lezioni, slide e altro materiale caricato su Teams
Verifica dell'apprendimento
Gli esami si svolgono nell’arco del calendario didattico e per ogni appello gli studenti dovranno iscriversi utilizzando la piattaforma Esse3. Non sono previste valutazioni intermedie.
Si prevede una prova orale, per tutti, di 20-30 min
Indicatori di valutazione:
- Capacità di autovalutare lo studio e l’esecuzione dell’esame 5%
- Capacità di organizzare autonomamente argomentazioni 25%
- Utilizzare le conoscenze 30%
- Collegare le conoscenze 25%;
- Discutere criticamente gli argomenti 10%
- Approfondire gli argomenti 5%
Risultati attesi
Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite ai sistemi produttivi reali per applicare soluzioni che prevedano un approccio circolare alla gestione dei processi.
Autonomia di giudizio: grazie a quanto appreso, studente sarà in grado di comprendere e valutare criticamente l’impatto delle attività produttive sull’ambiente.
Abilità comunicative: le attività svolte permetteranno di sviluppare la capacità a presentare processi ed impatti in modo efficace e conciso; di esprimere i concetti appresi con linguaggio appropriato e di sostenere una discussione in merito agli argomenti trattati.
Capacità di apprendimento: le attività descritte consentiranno allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento.