Foto personale

Pagina personale di Lorenzo TASSI

Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche
Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche - Sede Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche

Contenuti Insegnamento: Chimica analitica applicata

Corso di studio: SCIENZE NATURALI (D.M. 270/04) (offerta formativa anno 2017)
  • CFU: 6
  • SSD: CHIM/01

Obiettivi formativi

Il corso si propone di illustrare e sviluppare argomenti e problematiche relative ai processi produttivi e trasformazione di biomasse di interesse industriale, in quanto risorse rinnovabili per l'ottenimento di prodotti chimici ad elevato valore aggiunto. Il focus principale sarà dedicato alla valorizzazione di biomasse residuali del settore agro-industriale, anche mediante applicazione di tecnologie non convenzionali (i.e., le microonde e gli ultrasuoni). I “platform chemicals” così ottenuti possono essere utilizzati come intermedi per la sintesi di altri prodotti per diversi comparti industriali, compresi i biopolimeri. Verranno esaminate le caratteristiche di alcuni prodotti e processi produttivi da bioraffinerie, in relazione anche alle crescenti esigenze di sostenibilita’ e basso impatto ambientale: - processi industriali per la produzione e la separazione dei principali prodotti ottenuti da piattaforme biotecnologiche (prodotti ad uso alimentare, biocarburanti, etc.); - principali metodologie operative e strumenti analitici utilizzati per la valutazione delle caratteristiche di prodotti e processi. Pertanto è necessario fornire allo studente alcune conoscenze di base per affrontare il problema del processo analitico applicato in un contesto di bioeconomia e bioraffinerie industriali, in modo esemplificativo, dalle operazioni di campionamento della matrice alla refertazione.

Prerequisiti

Chimica Chimica Organica

Programma del corso

- Impianti industriali, Materie prime, Produzioni massive e prodotti di chimica fine e secondaria - Processi industriali “classici” vs “innovativi”, caratteristiche a confronto - Bioraffineria: idea generale e prospettive - Processi e produzioni : Biomasse da industrie delle bevande alcoliche, industrie casearie, industrie olearie, ecc. - Alcuni esempi di Bioconversioni : - Acidi organici - Saccaridi e polisaccaridi - Nutraceutici - Biofuels di prima, seconda e terza generazione. Saranno valutate sia le caratteristiche intrinseche del processo, le rese di reazione e di estrazione, sia le caratteristiche costitutive delle materie prime e dei prodotti finiti mediante la determinazione del titolo compositivo, e la ricerca di impurezze via metodi chimici, chimico-fisici e strumentali (spettroscopia IR ed UV-vis, gascromatografia (GC, GC-MS), cromatografia liquida (HPLC), spettroscopia di assorbimento atomico (AAS) ed emissione atomica in plasma (ICP)).

Testi di riferimento

- I. PASQUON, L. ZANDERIGHI. La Chimica Verde, Hoepli -(1987) - M.L.Tonucci, N. D’Alessandro, A.A. Giuliani; La valorizzazione degli scarti agroindustriali, Aracne Editrice (2014). - KAMM, GRUBER, KAMM, Biorefineries: Industrial Processes and Products, Wiley-VCH, 2010. - M. Aresta, A. Dibenedetto, F. Dumeignil. Biorefinery: From Biomass to Chemicals and Fuels, De Gruyter (2012). - J. SADHUKHAN, K. SIEW NG, E. MARTINEZ HERNANDEZ. Biorefineries and Chemical Processes, 2^ ed., Wiley, 2014. - J. CLARK, F. DESWARTE. Introduction to Chemicals from Biomass, Wiley, 2015. - PANDEY et al., Industrial Biorefineries & White Biotechnology, Elsevier, 2015. - K. W. WALDRON, Advances in Biorefineries, SCIENCEDIRECT, 2014. - HOLLER, CROUCH, Fondamenti di Chimica Analitica, EDISES (NA), 2015. - P.J. Fellows, Food Processing Technology: Principles and Practice, CRC Press (2000). - - P.Bastasin, L. Ceresa: Industrie agroalimentari, Zanichelli-CEA, Milano, 1991. - Lucidario delle lezioni (su piattaforma DOLLY). - Articoli scientifici ed approfondimenti forniti durante le lezioni, o scaricabili (su piattaforma DOLLY).

Metodi Didattici

Lezioni frontali d'aula, con illustrazione dei contenuti capitolari mediante l'ausilio di lucidi e diapositive in formato elettronico. Il corso sarà integrato con alcune esercitazioni di laboratorio su matrici complesse, rappresentative di biomasse agrovegetali / industriali, per la verifica sperimentale di alcune nozioni strutturate che ripercorrono i contenuti delle lezioni istituzionali d'aula. ORARIO DI RICEVIMENTO : LUNEDI, MARTEDI, MERCOLEDI, GIOVEDI, VENERDI, ORE 12 – 13.

Verifica dell'apprendimento

Le modalità d'esame consistono in una prova orale, durata di 1 ora circa, durante la quale il candidato deve dimostrare di conoscere adeguatamente : - i contenuti curricolari e formativi dell'insegnamento, considerato nella sua integrità; - le metodologie operative seguite ed applicate sperimentalmente per la refertazione dei campioni di matrici complesse caratterizzate in laboratorio; - la chimica di base di tipo organico – inorganico - analitico, per descrivere correttamente i processi di trasformazione delle biomasse, ed il comportamento chimico di reagenti, analiti, prodotti di reazione e matrici complesse. Generalmente, l'argomento iniziale della prova d'esame è a libera scelta dello studente, che su base opzionale, può anche predisporre un set di diapositive (10-12, diverse da quelle fornite durante il corso) relative all'argomento scelto per l'approfondimento iniziale.

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione Lo studente acquisisce conoscenze - relative ad alcuni aspetti chimici e di processi biotecnologici, di interesse per le bioraffinerie innovative per la produzione di biobeni e bioservizi; - basilari per comprendere le metodologie più comuni del laboratorio analitico per caratterizzare una matrice complessa. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente che matura la consapevolezza del sapere acquisito, potrà tradurre in azioni concrete il contenuto di un'idea progettuale per la trasformazione di biomassa in prodotti industriali, anche padroneggiando alcuni aspetti dei processi analitici per la caratterizzazione di materie prime e principi attivi ottenuti. Autonomia di giudizio Lo studente dovrà acquisire abilità per comprendere e discutere criticamente gli approcci sperimentali per la valorizzazione di biomasse agro-industriali mediante processi di bioraffineria, valutando criticamente vantaggi e svantaggi tecnologici ed economici. Saprà valutare/interpretare dati di un report analitico, per individuare eventuali interventi migliorativi del processo medesimo. Abilità comunicative Lo studente deve dimostrare - capacità adeguate per estrarre e sintetizzare l'informazione rilevante, - di sapere comunicare in modo efficace utilizzando un linguaggio appropriato, - capacità di lavorare in gruppo interdisciplinare sia nella fase progettuale che durante il processo di raccolta/elaborazione dei dati, - di saper disquisire e sostenere la propria opinione anche in contraddittorio con altre figure professionali. Capacità di apprendimento Lo studente sarà in grado di migliorare le sue abilità secondo i criteri dell’auto-apprendimento e la formazione continua. Sarà in grado di leggere e commentare report scientifici e documenti di valutazione dei processi anche in lingua inglese, per analizzare criticamente obiettivi e risultati di un progetto R&S di valorizzazione di biomasse.