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Sviluppo e caratterizzazione di biocatalizzatori per la valorizzazione di substrati gassosi
Parole chiave BIOPROCESS ENGINEERING
Riferimenti DEBORA FINO, TONIA TOMMASI
Riferimenti esterni ANNALISA ABDEL AZIM (Italian Institute of Technology)
Gruppi di ricerca CREST, Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT), Politecnico di To
Tipo tesi SPERIMENTALE IN LABORATORIO
Descrizione Il candidato svolgerà la propria attività presso il laboratorio Ferman del dipartimento DISAT.
L’attività comporterà lo sviluppo della capacità di elaborare un piano sperimentale di diversi gradi di complessità includente l’ottimizzazione del mezzo di coltura, la selezione dei biocatalizzatori, e l’analisi del metabolismo. Inoltre, il candidato apprenderà tecniche di coltivazione anaerobica dei microorganismi coinvolti nei processi produttivi menzionati, di gas cromatografia e cromatografia liquida ad alta prestazione. Parallelamente alla fase sperimentale, il candidato svilupperà la capacità di elaborazione critica dei dati ottenuti.
Conoscenze richieste conoscenza di base in campo biochimico degli enzimi, dei microrganismi e delle loro applicazioni industriali; conoscenza dei criteri per la definizione e lo sviluppo di bioreattori che utilizzano materiale biologico d’interesse applicativo; conoscenza delle tecniche per la valutazione delle cinetiche di crescita e produzione
Note Fermentazione biologica di gas di sintesi (CO, CO2, H2, N2) in reattori pressurizzati per la produzione di combustibili (e.g. metano) e materiali complessi (e.g. PHA). Lo scopo finale dell’attività scientifica è la realizzazione di un processo produttivo basato sulla conversione di substrati C1 in prodotti ad alto valore aggiunto, a partire da volumi di 50 mL (in bottiglie di coltura) fino a 2L (in bioreattore).
La ricerca si focalizzerà sui seguenti risultati intermedi:
• Fisiologia quantitativa dei microorganismi applicati allo sviluppo di un bioprocesso per la produzione di combustibili o materiali complessi a partire da CO/CO2/H2/N2.
• Quantificazione delle performance del bioprocesso attraverso la stima dei parametri relativi alla produttività del composto di interesse nelle diverse condizioni di crescita imposte.
• Ottimizzazione del processo di produzione per mezzo dello studio combinatorio di diversi fattori sperimentali con particolare attenzione a parametri operativi reattoristici tra i quali pressione, agitazione e flussi relativi dei substrati gassosi.
• Ottimizzazione del processo di produzione attraverso l’adattamento del microorganismo alle condizioni ambientali reattoristiche.
• Realizzazione del processo di produzione in diverse condizioni reattoristiche entro scala laboratoriale. Tale attività implica la realizzazione di prove sperimentali a variabili multiple (tipo di e livello dei flussi di alimentazione dei nutrienti di natura liquida, ad esempio metalli in traccia e mezzo di coltura, e di natura gassosa, H2 e CO2, agitazione, pressione, etc..).
Scadenza validita proposta 01/07/2019
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