Tecnologie biochimiche per l industria l

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1 Tecnologie biochimiche per l industria l e l ambientel Gruppi afferenti Biochimicafisica (prof. Roberto Stevanato, d.ssa Sabrina Fabris, d.ssa Mariangerla Bertelle, tecn. Achille Zanin) Tossicologia in vitro (prof. Marcantonio Bragadin) Ingegneria chimica ambientale (prof. Paolo Pavan, d.ssa Silvia di Fabio) Processi e tecnologie per il trattamento delle acque di scarico (prof. Francesco Avezzù, dott. Giovanni Libralato, tecn. Andrea Scandella)

2 Enzimi, organelli cellulari e microorganismi In campo biotecnologico vengono utilizzati per le loro straordinarie proprietà catalitiche che permettono la risoluzione di una vasta serie di problematiche nei settori - della chimica analitica, - delle sintesi organiche e farmaceutiche, - dell industria alimentare e manifatturiera, - della depurazione e detossicazione ambientale, - delle energie rinnovabili.

3 Enzimi, membrane e antiossidanti naturali prof. Roberto Stevanato d.ssa Sabrina Fabris, d.ssa Mariangela Bertelle d.ssa Elena Gregoris, p.i. Achille Zanin Gruppo di Biochimica Fisica, Dipartimento di Chimica Fisica L attività di ricerca del gruppo è volta principalmente allo studio chimicofisico di sistemi biologici, enzimi e membrane, alle loro possibili applicazioni biotecnologiche e alla comprensione dei meccanismi di prevenzione dal danno ossidativo ad opera degli antiossidanti naturali.

4 Enzimi Estrazione e purificazione di enzimi da matrici biologiche; Comprensione dei meccanismi chimici della loro azione catalitica Loro utilizzo nella determinazione di analiti - in batch con la messa a punto di nuove metodiche analitiche; - legandoli a supporti solidi per la costruzione di microreattori enzimatici da inserire in sistemi FIA (flow injection analysis); - immobilizzandoli ad elettrodi per l assembleggio di biosensori amperometrici.

5 Membrane studio delle interazioni di membrane biologiche modello (liposomi) con biomolecole (poliammine biogene), anestetici (propofol e omologhi), farmaci (prozac), inquinanti alimentari (ITX) e molecole naturali con proprietà antiossidanti (resveratrolo, piceide, polifenoli del vino e del tè, flavonoidi del propolis, ecc.); individuazione e caratterizzazione delle molecole naturali con proprietà antiossidante presenti negli alimenti; comprensione dei meccanismi chimici che regolano gli effetti protettivi degli antiossidanti nella perossidazione lipidica delle membrane biologiche.

6 Tossicologia Prof. Marcantonio Bragadin Mitocondri e vescicole acide per lo studio della tossicità di ioni e molecole Studi recenti: - Verifica della maggiore tossicità in vitro del Cu + rispetto al Cu 2+ - Conferma degli effetti apoptotici del Cr 6+ e degli equilibri redox nel citoplasma cellulare.

7 Gruppo di ricerca di Ingegneria Chimica Ambientale Universita Ca Foscari di Venezia-Dipartimento di Scienze Ambientali Prof. Paolo Pavan, dott.ssa Cristina Cavinato Università di Verona-Dipartimento Scientifico e Tecnologico, Dipartimento di Scienze, Tecnologie e Mercati della Vite e del Vino Prof. Franco Cecchi, dott. David Bolzonella, ing. Francesco Fatone, dott.ssa Silvia Di Fabio Università Politecnica delle Marche-Dipartimento di Idraulica ed Infrastrutture Viarie Prof. Paolo Battistoni, dott.ssa Anna Laura Eusebi L'attività di ricerca del gruppo ha un forte taglio industriale ed è principalmente ricerca applicata. Infatti, la maggior parte delle attività sono effettuate su scala pilota-dimostrativa o su impianti in piena scala, con particolare interesse per l ingegneria di processo. Oltre alla ricerca ed allo sviluppo sperimentale, il gruppo è deciso a promuovere il ruolo dell'ingegneria chimica ambientale nello scenario scientifico e tecnologico, infatti è stato l'organizzatore principale del First Mediterranean Congress on Chemical Engineering for Environment, tenutosi a Venezia nel 2006.

8 Argomenti principali di ricerca Digestione Anaerobica di rifiuti organici finalizzata al recupero energetico. L'attività ha considerato in primo luogo l'applicazione della digestione anaerobica al trattamento rifiuti organici ottenuti da diverse tipologie di raccolta differenziata e dell'influenza dei parametri operativi (temperatura, carico organico, tempo di ritenzione idraulica...), ed in seguito l opzione di co-digestione anaerobica per il trattamento di rifiuti organici miscelati al fango proveniente dal trattamento di acque reflue Produzione di bio-combustibili (bio-etanolo) dai rifiuti organici Questa linea di ricerca è iniziata recentemente ed è dedicata maggiormente alla fermentazione dei rifiuti organici per produzione di bio-etanolo. Questa attività è svolta in scala di laboratorio e tratta la fermentazione di zuccheri C5 e C6 per mezzo di lieviti in condizioni anaerobiche ed in regime mesofilo, in reattori continui e senza sterilizzazione. I risultati ottenuti sono molto promettenti e permettono di pensare ad una futura applicazione in scala pilota e in piena scala.

9 Argomenti principali di ricerca Rimozione biologica dell azoto via nitriti Recentemente il gruppo ha iniziato una sperimentazione sull ottimizzazione del trattamento biologico di reflui ad alto carico, per la rimozione dell azoto via nitriti. La ricerca è orientata principalmente al trattamento della frazione liquida prodotta per disidratazione dei fanghi da digestione anaerobica, processo sempre più applicato per la produzione di energia ed energia da fonti rinnovabili Reattori a membrane e Cicli Alternati per il trattamento delle acque reflue e riutilizzo Il motivo principale che ha avviato questa ricerca è stata la necessità di trovare la tecnologia più adatta per il trattamento delle acque reflue prima dello scarico nella laguna di Venezia. Lo scopo era molteplice: studio ed ottimizzazione della rimozione delle sostanze nutrienti e dei microinquinanti (metalli pesanti e xenobiotici organici), controllo di processo e riduzione dei consumi energetici, riduzione dei fenomeni di sporcamento. Un risultato importante di questa ricerca è stato lo sviluppo e, in seguito, l'applicazione in piena scala del processo a cicli alternati controllato automaticamente, in reattori a membrana. Questo processo al giorno d'oggi è applicato nell impianto di Viareggio (regione Toscana, Italia) con la possibilità di riutilizzo dell acqua depurata.

10 PROCESSI E TECNOLOGIE PER IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE DI SCARICO GRUPPO DI RICERCA Prof. F. Avezzù Dr. G. Libralato Tec. A. Scandella avezzuf@unive.it giovanni.libralato@unive.it scanda@unive.it

11 PROCESSI E TECNOLOGIE PER IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE DI SCARICO PRINCIPALI LINEE DI RICERCA Centralizzazione vs decentralizzazione: : il ruolo dei piccoli impianti del tipo on site su base decentralizzata; Processi biologici avanzati per la rimozione dei nutrienti (N e P) da acque di scarico domestiche ed industriali attraverso reattori biologici b a biomassa sospesa (Sequencing( Batch Reactor,, SBR, e Membrane Biological Reactor,, MBR); Comportamento di micro-inquinanti inquinanti inorganici (composti metallici) ed organici in sistemi per il trattamento delle acque sia convenzionali nali che avanzati; Ottimizzazione dei cicli idrici: riutilizzo delle acque depurate e di altri sottoprodotti (N e P); Trattamento delle emulsioni oleose presenti nelle acque di scarico e nei rifiuti liquidi industriali (in reattori biologici SBR); Ecotossicologia applicata al controllo e alla gestione delle acque di scarico (test di tossicità e respirometrici).

12 PROCESSI E TECNOLOGIE PER IL TRATTAMENTO DELLE ACQUE DI SCARICO Unità a membrane ad ultra-filtrazione (UF) esterne al bacino ossidazione impianto MBR Impianto pilota del tipo UF-MBR situato presso la piattaforma polifunzionale di Murano (Venice, IT)

13 Prospettive??? - Tagli dei finanziamenti all Universit Università e alla ricerca - Poca sensibilità della Facoltà verso queste discipline stanno minando l esistenza l di questo ambito culturale a Venezia. Nell ultimo anno sono andati in pensione tre docenti, mentre un quarto è trasferito ad altro incarico. L età media dei docenti rimasti è elevata. E indispensabile impegnare risorse per aprire questo settore culturale urale a giovani ricercatori.