Course Syllabus
Obiettivi
L’insegnamento è finalizzato a fornire le basi conoscitive e metodologiche per definire un processo a basso
impatto ambientale. Il corso si focalizzerà quindi su alcuni processi chimici che attualmente possono definirsi a
basso impatto ambientale.
Conoscenza e capacità
Al termine del corso lo studente conosce:
-
Quali sono i principali parametri da valutare per definire un processo a basso impatto ambientale
-
Le corrette definizioni di green-chemistry, di economia circolare e di bioeconomia
-
Le problematiche scientifiche per passare dall’ economia basata sul petrolio alla green economy.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
I concetti di green-chemistry appresi nel corso sono sono applicabili a tutti gli attuali processi produttivi e
costituiscono la base dello sviluppo sostenibile secondo l’ agenda ONU 2030
Autonomia di giudizio
Lo studente è in grado di valutare correttamente la compatibilità ambientale di un processo e di valutare se si è in
presenza di processi che riguardano l’economia circolare o meno.
Abilità comunicative
Essere in grado di padroneggiare correttamente e con esempi concetti e definizioni quali green chemistry,
bio-raffineria, fonti rinnovabili, materiali biodegradabili, life cycle assessment.
Contenuti sintetici
Nel corso verranno trattati alcuni tra i piu’ significativi esempi di processi ambientalmente compatibili per la
produzione di materiali, fine chemicals, fules ed energia che consentono di ridurre sia l'impatto ambientale nei processi
produttivi, sia favorire il riciclo dei prodotti. In particolare verrà dapprima introdotto il concetto di green chemistry,
che a partire dalla fine degli anni ottanta ha consentito di ridurre l’ impatto ambientale di alcune preparazioni
industriali. Successivamente verranno sviluppati il concetto di bio-refinery attraverso il quale in prospettiva si pensa
di sostituire l’ utilizzo del petrolio come fonte primaria di chemicals con materie prime rinnovabili. In particolare nel
corso verranno anche trattati gli aspetti biotecnologici ed energetici del bio-refinery.
Programma esteso
Programma esteso
Principi e richiami di chimica organica.
Principi e richiami dei principali biopolimeri.
Evoluzione delle sintesi industriali a basso impatto ambientale dagli anni 50 agli anni ad oggi con esempi. Principi di petrolchimica.
Le dodici regole della green chemistry Evoluzione del concetto di green chemistry. Concetto di carbon economy and Carbon efficiency.
Descrizione delle principali fonti rinnovabili con particolare riferimento alla struttura dei materiali lignocellulosici
Evoluzione dell' industria cartaria negli anni negli anni valutata da un punto di vista ambientale
Descrizione dei problemi connessi con il riciclo ed il riuso dei materiali
Sintesi di nuovi materiali biodegradabili e no a partire da fonti rinnovabili con processi a basso impatto ambientale.
Modificazioni di bulk e modificazioni superficiali dei materiali.
Metodi per la valutazione dell' impatto ambientale di un processo tramite LCA (Life Cycle Assessment)
Sintesi di chemicals a partire da fonti rinnovabili con processi a basso impatto ambientale
Il concetto di bio-refinery con esempi e applicazioni in Italia ed in Europa
L' integrazione dei processi a basso impatto ambientale nell' economia circolare con accenni di green economy
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica e biologia, con particolare riferimento a semplici concetti di termodinamica.
Modalità didattica
24 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa in presenza.
Materiale didattico
Capitoli di libro presi da:
- Green Chemistry Theory and Practice PT Anastas 1998 Oxfod University Press,
- Introduzione alla Chimica Ambientale Bruno Rindone Città Studi Edizioni, 1996.
Articoli Scientifici forniti dal docente
Periodo di erogazione dell'insegnamento
2 semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
solo esame orale alla fine del corso (senza prove in itinere) con votazione tra 18-30/30. La prova orale è intesa a verificare l’apprendimento
dello sviluppo del concetto di green-chemistry, anche attraverso lo studio di processi industriali, con particolare
attenzione all'introduzione delle bio-raffinerie.
Orario di ricevimento
Ogni giorno previo appuntamento con il docente tramite E-mail
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide the knowledge and methodological basis to define a process with low environmental
impact. The course will then focus on some chemical processes that can currently be defined as having a low
environmental impact.
Knowledge and ability
At the end of the course the student knows
What are the main parameters to be evaluated to define a process with a low environmental impact
The correct definitions of green-chemistry and circular economy
The scientific issues to move from the oil-based economy to the green economy.
Knowledge and understanding skills applied
The green-chemistry concepts learned in the course are applicable to all current production processes and form the
basis of sustainable development according to the 2030 UN Agenda
Autonomy of judgment
The student is able to correctly evaluate the environmental compatibility of a process and to evaluate if there are
processes that concern the circular or non - circular economy.
Communication skills
Be able to use also with examples concepts and definitions such as green chemistry, biorefinery, renewable
sources, biodegradable materials, life cycle assessment.
Contents
Environmental sustainable chemical processes definitions and applications. Biorefinery concept Green Chemistry
approach. Carbon economy approach. Green Chemistry approach: alternative feedstock and starting materials,
alternative synthesis and reagents, alternative reaction conditions. Biorefinery: biomass utilisation, white
biotechnology, biofuel. Carbon economy: application of the concept. Important Case History.
Detailed program
Evolution of low environmental synthesis from 50 to 90 with examples
Twelve green chemistry rules Evolution of green chemistry paradigm Carbon economy concept
The renewable resources description with particular emphasis about lignocellulosic materials
Evolution of pulp and paper industry evaluated under the environmental point of view
Recycle and reuse ( advantages and problems )
Synthesis of new materials (biodegradable and not biodegradable )starting from renewable resources with low
environmental impact processes
Bulk and surface modifications
Evaluation method for environmental friendly process by LCA ( Life Cycle Assessment )
Chemicals synthesis starting from renewable resources with low environmental impact processes
Biorefinery concept with examples and applications in Italy and Europe
Integration of biorefinery idea in the circular economy concept
Prerequisites
Basic knowledge of Chemistry and Biology
Teaching form
24 lessons (2 h) of Delivered Didactics in class
Textbook and teaching resource
Chapters book from
Green Chemistry Theory and Practice PT Anastas 1998 Oxfod University Press,
Introduzione alla Chimica Ambientale Bruno Rindone Città Studi Edizioni, 1996.
Scientific Articles
Semester
2nd semester
Assessment method
Oral examination mark range 18-30/30 The questions during oral examination verify the knowledge about the
development of green-chemistry concept, also using case-study, with particular attention about the biorefinery
concept.
Office hours
Every day. It is necessary to fix the meeting by E-mail
