Si comincerà con un'introduzione alla chimica e ai composti chimici, la loro classificazione e potenziale pericolo per l'ambiente. Il corso tratterà una vasta gamma di argomenti, quali: metodi per il biorisanamento delle aree inquinate, biomolecole e biopolimeri, la caratterizzazione dei principali inquinanti in matrici complesse, i processi chimici basati su combustibili fossili, l'economia circolare, i biocombustibili e le bioraffinerie.
Slides, appunti delle lezioni, articoli scientifici dalla letteratura messi a disposizione dai docenti e scaricati dalle banche dati UNIFI. A titolo di esempio: (1) Advances in Biorefineries Biomass and Waste Supply Chain Exploitation (Editor: Keith W. Waldron) (2) C. Baird and M. Cann “Environmental chemistry” (Editor: W.h.freeman & Co Ltd)
Obiettivi Formativi
Il corso si prefigge di fornire allo studente le basi teoriche e pratiche per comprendere le molecole più importanti nelle aree: ambiente, energia e salute, da un punto di vista dell'economia circolare e sviluppo sostenibile. Inoltre, il corso si propone di spiegare i principali processi per l'ottenimento di carburanti e alcune dei principali materiali grezzi e specialty chemicals. In particolare, saranno introdotti i concetti di bioraffineria e di chimica verde, con focus sulle piattaforme per la sintesi di prodotti chimici a partire da lignocellulosa.
Prerequisiti
Metodi Didattici
Le lezioni si terranno in slots di quattro ore due volte alla settimana. Si terranno lezioni frontari, laboratori e tutorials. Visite a impianti industriali.
Altre Informazioni
Modalità di verifica apprendimento
Esame scritto a scelta multipla basato sugli argomenti sviluppati durante il corso.
Programma del corso
Introduzione alla chimica generale e organica. Classificazione dei composti organici. Classificazione dei principali inquinanti organici e loro origine. Tecnologie di biodegradazione basate su enzimi e microorganismi per il trattamento delle aree inquinate. Introduzione ai biocarburanti.
Laboratorio virtuale: Descrizione e interpretazione i un MSDS.
Laboratorio virtuale: Molecole organiche e sostenibilità.
Laboratorio Virtuale: Integrazione di biorisanamento e produzione di biocarburanti.
Biomolecole e biopolimeri. Caratterizzazione dei principali inquinanti ambientali in matrici alimentari, biologiche e ambientali.
Laboratorio virtuale: case study: eco-design di una biomolecola.
Laboratorio virtuale: biopolimeri e applicazioni innovative.
Laboratorio virtuale: Introduzione alla Good Manufacturing Proctices (GMP) di ingredienti attivi.
Laboratorio virtuale: case-study: sostituire i plastificanti non eco-sostenibili.
Richiami di processi chimici basati su fonti fossili: petrolio e prodotti petrolchimici. Complexity index di una raffineria. Introduzione ai concetti relativi all'economia circolare. Introduzione ai concetti di bioraffineria e di Chimica Verde. Materiali di scarto e sottoprodotti come materia prima per bioraffinerie di seconda generazione. Valutazione tecnico-economica di una bioraffineria.
Tipologie di bioraffinerie. Processi ed impianti di bioraffinazione (principali).
Bioraffinerie incentrate sul bioetanolo.
Biocarburanti e altri prodotti a valore aggiunto dalle bioraffinerie
Chemicals da Biomasse: piattaforme per la produzione da biomasse lignocellulosiche di bioprodotti chimici e biopolimeri.