Il corso copre un campo emergente dell'ingegneria chimica moderna, centrato sulla revisione critica ed innovativa della chimica industriale al fine non tanto di ridurre l'impatto sulla salute umana e sull'ambiente dei prodotti e processi, quanto piuttosto di "ripensare" al processo e alla tecnologia perché sia intrinsecamente sostenibile. Il modulo mira inoltre a dare una panoramica sui processi più innovativi della chimica, soprattutto a fini energetici e intende fornire linee guida e tools scientifici per misurare e incrementare la "sostenibilità" di un processo o di un prodotto.

L’era del petrolio (risorse, sfruttamento, problematiche). L’età della Sostenibilità.
Materie prime ed energia. Biomasse come alternativa ai combustibili fossili. Composizione chimica dei combustibili tradizionali e delle biomasse. Potere calorifero. Sfruttamento delle risorse ai fini energetici. Ruolo della catalisi e della biocatalisi.
Biomasse agricole e forestali; Rifiuti organici; Colture di microrganismi fotosintetici (microalghe, cianobatteri) e fotobioreattori quali produttori di energia. La produzione microbica di idrogeno. Microbial Fuel Cell per la produzione diretta di energia elettrica.
Applicazioni industriali di processi sostenibili (bioraffineria): produzione di bioetanolo, bio-olio; biodiesel e biogas da biomasse di differente natura (ligno-cellulosiche, zuccherine, oleaginose).
Processi e impianti di conversione “a caldo”: combustione, gassificazione e pirolisi.
Processi e impianti di conversione “a freddo”: fermentazione e digestione anaerobica; processo di produzione di biodiesel.
Analisi e valutazione della spesa energetica nell’impiantistica associata ai processi. Definizione dei parametri di sostenibilità energetica e loro uso: ESI (Enegy Sustainability Index) ed EROI (Energy Return On Investement).
Analisi di ciclo vita (LCA) e sostenibilità energetica. Criteri tecnico-economici per la corretta analisi di fattibilità di processi innovativi. Il bilancio di energia sull’intero ciclo di produzione di energia da biomasse, e la valutazione della CO2 fossile e rinnovabile associata.
Esercitazioni: Bilanci di materia e di energia sugli schemi di processo. LCA di prodotti e/o processi: case studies di problematiche peculiari in ambito energetico nello sfruttamento di biomasse. Valutazioni quantitative

- Tracy C. Williamson, Green Chemistry: Frontiers in Benign Chemical Synthesies and Processes by Paul Anastas Ed, October 1998, Oxford University Press, ISBN: 019850170
- John C. Warner, Green Chemisry: Theory and Practice, Paul Anastas Ed., Oxford University Press, 2000, ISBN: 0198606988
- Stephen C., Garrett R.L., Designing safer chemicals: green Chemistry for Pollution Prevention, American Chemical Society, Washington D.C., 1996, ISBN 0-8412-3443-4
- Tundo P., Anastas P.T., Green chemistry: challenging perspectives, Oxford University Press, 2000, ISBN 0-19-850455-1
- E.S. Stevens, Green Plastics: An Introduction to the New Science of Biodegradable Plastics.
- Wool R., Sun X.-S., Biobased Polymers and Composites, Elsevier, August 2005, ISBN 0127639527

L’esame è esclusivamente costituito da una prova scritta: un problema di calcolo che analizzi la sostenibilità di un processo concreto reale di tipo innovativo, solitamente legato allo sfruttamento di risorse rinnovabili, corredato da qualche domanda di tipo nozionistico/descrittiva sui fondamenti di sostenibilità di processo appresi.