Corso di laurea magistrale in Chimica Industriale

Si esaminano le risorse agricole e forestali quali fonti di energia e materie prime per l’industria chimica. Si forniscono inoltre i metodi quantitativi per la progettazione degli esperimenti in particolare in relazione alla formulazione di prodotti di interesse industriale.
L’insegnamento è articolato in tre filoni principali:
A. Bioraffinerie. B. Bioreattori e C. Formulazione di prodotti industriali
A. Bioraffinerie
L’insegnamento è articolato in 4 capitoli:
(1) analisi delle proprietà chimiche e fisiche delle sostanze organiche naturali più abbondanti;
(2) analisi della struttura e composizione chimica delle specie vegetali più importanti attualmente sfruttate per l’ottenimento di prodotti industriali e beni di largo consumo;
(3) studio dei processi di bioraffinerie: processi kraft ed al solfito di produzione di pasta di cellulosa e processi di isolamento dei sotto prodotti;
(4) analisi ed applicazioni dei principali prodotti e sottoprodotti ottenuti dalle suddette risorse: paste di legno e cellulosa, carta, lignin solfonati, acido acetico, trementina, tallolio, acidi grassi, zuccheri, amidi, materie prime per processi biotecnologici, saponi, detersivi, fertilizzanti, lipidi, proteine, alcoli grassi, glicerina e derivati, pigmenti, antiparassitari, farmaci, cosmetici, additivi per la carta, gomma, cuoio e tessili, tensioattivi, emulsionanti, agenti flottanti, lubrificanti.
B. Bioreattori.
Tecnologia di fermentazione
1. Introduzione alla cinetica di fermentazione e sistemi discontinui
2. Biomassa e resa in prodotti
3. Impianti continui
4. Enzimi immobilizzati
5. Reattori fed-batch
Trasferimento di Massa:
6. Trasferimento di soluto tra fasi diverse
7. Trasferimento di ossigeno
Disegno dei Bioreattori
8. Bioreattori
9. Reattore agitati meccanicamente
10. Flusso turbolento e laminare
11. Aerazione e agitazione

C. Formulazioni di Prodotti Industriali
Introduzione alla chemiometria. Strumenti statistici di analisi dei dati. Regressioni lineari, non lineari, multivariabili. Analisi delle componenti principali. Proprietà principali. Descrittori. Progettazione statistica degli  Esperimenti. Studio di casi reali presenti in letteratura ed interpretazione dei relativi risultati.
Richiami di chimica delle interfasi. Colloidi. Emulsioni (classificazione, formazione e stabilità). Schiume (stabilizzazione, agenti schiumogeni e additivi antischiuma). Sospensioni colloidali e dispersioni, deflocculanti, stabilizzazione di una dispersione.
I metodi multivariati nella chimica delle formulazioni. Screening. Individuazione dei parametri fisici da controllare/misurare nel prodotto finito. Applicazione di disegni multivariati e disegni misti. Esempi di formulazione nell’industria farmaceutica, alimentare, cosmetica e della detergenza.
Laboratorio: messa a punto di un formulato e miglioramento delle sue proprietà mediante metodi chemiometrici, valutazione della qualità del prodotto.