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60/56/70 - CHIMICA INDUSTRIALE

Anno Accademico 2017/2018

Docente
ROBERTO MONACI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/56]  BIOTECNOLOGIE INDUSTRIALI [60/56-00 - Ord. 2014]  PERCORSO COMUNE768
Obiettivi

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 ai principi della termodinamica, cinetica, catalisi, meccanismo di reazione,la cui conoscenza sono importanti 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. Effettuare il bilancio di materia e di energia di processi semplici, 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, di condurre uno esperimento con valutazione e quantificazione del risultato.
Abilità comunicative : lo studente sarà in grado di condurre le attività sperimentali in collaborazione;redigere una relazione sull’attività di laboratorio utilizzando i processori di scrittura e/o immagini e i più comuni programmi di calcolo.
Capacità di apprendimento : lo studente svilupperà le competenze necessarie per proseguire gli studi con un alto grado di autonomia. La preparazione raggiunta può consentirgli l’inserimento nei vari ambiti lavorativi.

Prerequisiti

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

Contenuti

-Generalità sulla Chimica Industriale : caratteristiche e importanza economica.
La Chimica Verde.
-Definizione di conversione, selettività e resa di una reazione chimica. Valutazione di una reazione chimica: fattibilità tecnica ed economica.
-Bilanci nei sistemi reagenti. L’equazione del bilancio materiale. Rappresentazione del flusso di materia in un processo chimico.
-L’equazione del bilancio di energia. Esercitazioni numeriche sul bilancio di materia ed energia in sistemi semplici.
-Definizione di catalizzatore. Catalisi omogenea. Catalisi acido-base. Catalisi eterogenea. Classificazione dei catalizzatori, Catalizzatori acidi solidi. Cinetica delle reazioni catalitiche eterogenee.
-I biocatalizzatori : gli enzimi.
-Preparazione di un enzima per uso catalitico
-Bioconversioni e Biotrasformazioni
-Enzimi immobilizzati. Attività dell’acqua.
-Reazioni catalizzate da enzimi.
-I reattori
-Trasferimento di calore. Conduzione e convezione. Scambiatori di calore.
-Processi di separazione. Caratteristiche dei processi di separazione. Selezione dei processi di separazione.
-Le biotecnologie e la chimica di base. Polimeri e biopolimeri
-Le biotecnologie e le energie rinnovabili.
Esercitazioni di laboratorio :
-analisi qualitativa e quantitativa di una miscela incognita mediante gas-cromatografia;
-determinazione acidità di un catalizzatore solido;
-studio di una reazione catalitica in fase liquida
-sintesi di polimeri
-separazione degli Xileni


Metodi Didattici

Il corso prevede 32 ore di lezioni frontali; 12 ore di esercitazioni numeriche; 24 ore di esercitazioni di laboratorio.

Verifica dell'apprendimento

L’esame di profitto prevede una prova scritta e una prova orale. La prova scritta consiste nella risoluzione di tre esercizi numerici riguardanti: la conversione, selettività, resa, economia atomica ed efficienza atomica di una reazione, il bilancio di materia,il trasferimento di calore e tre domande aperte sugli argomenti trattati .La prova orale verte su tutti gli argomenti trattati ,sugli esercizi oggetto della prova scritta e sulle relazioni delle esercitazioni di laboratorio. Il voto finale viene espresso in trentesimi come somma della votazione ottenuta nella prova scritta ( max 10 punti ) e nella prova orale ( max 20 punti ).Per poter sostenere la prova orale , la prova scritta deve essere superata con una votazione di almeno 6/10. La prova scritta è valida un anno.
Il voto finale tiene conto di vari fattori:
a) Capacità espressiva;
b) Conoscenza del linguaggio scientifico pertinente al corso;
c) Bagaglio di nozioni posseduto;
d) Capacità di collegare le nozioni e situarle entro un quadro logico;
e) Capacità di collegare differenti quadri trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente;
f) Capacità di esprimere nozioni e concetti graficamente sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.
Di conseguenza, il giudizio può essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente. Poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune, e collegamenti concettuali di livello elementare. Capacità di espressione grafica piuttosto stentata;
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra capacità espressive piú che sufficienti a sostenere un dialogo coerente. Accettabile padronanza del linguaggio scientifico. Discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune, e collegamenti concettuali di moderata complessità. Capacità di espressione grafica accettabile;
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico. Bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune. Capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili. Capacità di espressione grafica piú che accettabile;
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico. Bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali. Notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica. Capacità di espressione grafica elevata;
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra 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.

Testi

Testi consigliati:
1. Clausen- Mattson “ Principles of Industrial Chemistry, Ed. John Wiley & Sons ( 1978 )
2. Carrà – Morbidelli “ Chimica Fisica Applicata “ Ed. Hoepli ( 1983 );
3. Petrone “ Biotecnologia” Ed. Siderea ( 2000 );
Testi per approfondimenti :
1.Smith “ Biotecnologie “ Ed. Zanichelli ( 1998 );
2. Alberghina, Cernia “ Biotecnologie e Bioindustria “ Ed. Utet ( 1996 ) ;
3. Straathof “ Applied Biocatalysis “ Harwood Academic Publishers ( 2000 ) ;
4. Verga, Pilone “ Biochimica Industriale “ Ed. Springer ( 2002 )

Altre Informazioni

Gli studenti hanno a disposizione:
le slides delle lezioni;
copia delle esercitazioni numeriche con traccia delle soluzioni;
copia dei testi del compito di esame.

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