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Luca FORTI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex Chimica V.Campi 103
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Insegnamento: Bioraffinerie microalgali
Biotecnologie industriali (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Il corso presenta una revisione e valutazioni aggiornate degli aspetti chiave dei processi e dei prodotti delle microalghe, mostrando i significativi progressi compiuti nel campo della biotecnologia delle microalghe e le sfide che la commercializzazione delle microalghe deve affrontare. Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito competenze inerenti le applicazioni delle microalghe come fonti di prodotti specifici e il loro utilizzo in processi come il trattamento delle acque reflue e la cattura di CO2.
Il corso fornirà dapprima una panoramica generale sulle microalghe: definizione, classificazione, presenza e distribuzione delle microalghe; informazioni sulla struttura cellulare, nutrizione, riproduzione e crescita delle microalghe; valutazione della coltura e dei parametri algali. Successivamente saranno presentati gli elementi di base relativi alla progettazione di fotobioreattori per una produzione efficiente di biomassa microalgale. Saranno quindi discusse le possibili applicazioni delle microalghe: alimentazione umana e animale; produzione di biocarburanti (biodiesel, bioidrogeno, bioetanolo, biogas), trattamento delle acque reflue, pigmenti innovativi di microalghe e altri composti di alto valore, nutraceutici e biofarmaceutici microalgali. Infine, verrà discussa l'applicazione dei concetti di bioeconomia, blue economy ed economia circolare alle bioraffinerie microalgali.
Prerequisiti
Costituiscono prerequisiti per la comprensione degli argomenti trattati nell’insegnamento buone conoscenze di Chimica Organica, Biochimica, Microbiologia.
Programma del corso
Aspetti morfofisiologici, strutturali e metabolici delle microalghe (0.25 CFU, 2 ore)
Fotobioreattori (0.25 CFU, 2 ore)
Trattamento delle acque reflue (0.25 CFU, 2 ore)
Cattura e utilizzo dell'anidride carbonica (0.5 CFU, 4 ore)
Estrazione di biomolecole da microalghe (0.25 CFU, 2 ore)
Biodiesel (0.25 CFU, 2 ore)
Bioidrogeno (0.25 CFU, 2 ore)
Qualità nutrizionale e proprietà bioattive di proteine e peptidi da microalghe (0.25 CFU, 2 ore)
Bioplastiche da microalghe (0.25 CFU, 2 ore)
Composti organici volatili (0.25 CFU, 2 ore)
Microalghe come biofabbriche di enzimi (0.25 CFU, 2 ore)
Intensificazione di processo applicata a processi e prodotti a base di microalghe (0.25 CFU, 2 ore)
Bioraffinerie microalgali (0.5 CFU, 4 ore)
La bioeconomia dei processi e dei prodotti a base di microalghe (0.25 CFU, 2 ore)
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza che prevedono l’utilizzo di un approccio interattivo. Le lezioni vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point e filmati). L’insegnamento è erogato in lingua italiana e la frequenza non è obbligatoria.
Testi di riferimento
Verrà messo a disposizione degli studenti materiale digitale a supporto dello studio (appunti curati dal docente, diapositive utilizzate a lezione in formato pdf, video di approfondimento di temi trattati a lezione). Il materiale digitale sarà reso disponibile sulla piattaforma Microsoft Teams prima dell’inizio delle lezioni.
Verifica dell'apprendimento
La verifica dell’apprendimento consiste di una prova orale della durata di 30 minuti. Lo studente dovrà discutere oralmente alcuni argomenti differenti proposti dal docente avvalendosi, dove necessario, anche di schemi/rappresentazioni grafiche. Sono valutate la conoscenza degli argomenti del corso, le capacità di collegamento tra argomenti diversi, la capacità espressiva, l’uso di terminologia appropriata, la capacità di sintesi. L’esame si considera superato con un punteggio minimo non inferiore a 18/30.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione. Gli studenti che superano con successo questo corso acquisiscono conoscenze che permetteranno loro:
1) di descrivere i concetti di base della biologia e dell'ecologia delle alghe;
2) di comprendere gli elementi di base per progettare un fotobioreattore per la produzione di biomassa algale;
3) di descrivere le applicazioni biotecnologiche delle microalghe, come la produzione di alimenti, prodotti chimici e biocarburanti;
4) di comprendere i principi di base della bioraffineria microalgale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente acquisirà la capacità di analizzare, discutere e applicare le conoscenze acquisite relativamente alle microalghe in quanto produttrici di molecole di interesse industriale, allo sviluppo di processi di produzione di metaboliti microalgali ed al biorisanamento.
Autonomia di giudizio. Lo studente acquisirà la capacità di sostenere una discussione costruttiva sugli argomenti trattati nel corso. Sarà inoltre in grado di interpretare e comparare dati scientifici inerenti l’applicazione delle microalghe in diversi settori industriali.
Abilità comunicative. Lo studente acquisirà la capacità di comunicare in modo chiaro e privo di ambiguità le proprie valutazioni, osservazioni e conclusioni, nonché le conoscenze e la ratio ad esse sottese, con la terminologia corretta. Sarà quindi in grado di esporre dati ricavati da pubblicazioni scientifiche.
Capacità di apprendimento. Lo studente acquisirà la capacità di utilizzare in autonomia e in modo adeguato le conoscenze acquisite per l'aggiornamento continuo delle proprie conoscenze e competenze.