Corsi di studio in
Farmacia - Chimica e tecnologia farmaceutiche

Studio di processi chimici per la conversione di molecole organiche derivate da matrici ligno-cellulosiche di scarto (biomasse residuali dell'industria agroalimentare) in composti d'interesse industriale ad alto valore aggiunto

1.       DESCRIZIONE GENERALE DEL PROGETTO DI TESI

Nell'ambito di questo progetto di tesi verranno ottimizzate procedure per la conversione e valorizzazione di composti organici derivati da biomasse. Verranno studiate procedure sintetiche di conversione ad elevata efficienza energetica mediante riscaldamento dielettrico (microonde), cavitazione acustica/idrodinamica ed attivazione meccanochimca. L'obiettivo principale del progetto di tesi sarà la riduzione dei tempi di conversione, del consumo energetico e l'incremento della selettività e delle rese delle reazioni studiate nell'ambito della produzione efficiente di fine chemicals a partire da matrici ligno-cellulosiche derivante dai prodotti di scarto dell'industria agroalimentare.

2.       SVILUPPO METODOLOGICO DEL PROGETTO DI TESI

1. Stato dell'arte e contestualizzazione del progetto di tesi: ricerca bibliografica inerente la valorizzazione di biomasse residuali con processi sostenibili che vedano l'impiego di tecnologie innovative Questo progetto di tesi ambisce alla valorizzazione di tutte le componenti delle biomasse lignocellulosiche residuali (cellulosa, emicellulose e lignina) tramite processi sostenibili con tecnologie innovative, volti alla produzione di prodotti chimici ad alto valore aggiunto per l'industria.
2. Pianificazione del progetto sperimentale: Studio di nuovi protocolli di pretrattamento chimico e fisico di biomasse a matrice lignocellulosica (biomasse residuali dell'industria agroalimentare) per una loro successiva conversione in prodotti ad alto valore aggiunto. Lo scopo è quello di valorizzare gli scarti dell'industria agro-alimentare per la produzione di "platform chemicals" quali intermedi di base per l'industria (mono-oligosaccaridi, polifenoli, acido lattico, δ-valerolattone, ecc… ). Lo svolgimento di queste attività sarà realizzato attraverso l'impiego di strumentazione avanzata ad ultrasuoni e cavitazione idrodinamica per lo sviluppo di processi in continuo (flow-mode) anche su scala pilota.
3. Esecuzione del piano sperimentale pianificato: Conversione delle molecole organiche derivate dalle matrici ligno-cellulosiche precedentemente pretrattate chimicamente o fisicamente, in composti d'interesse industriale ad alto valore aggiunto "platform chemicals". Allo scopo di massimizzare l'eco-compatibilità dei protocolli sintetici finalizzati alla conversione di biomasse, verranno preferiti schemi sintetici ad elevata efficienza atomica prediligendo, qualora possibile, solventi sostenibili e reazioni condotte in catalisi eterogenea valutando il potenziale recupero e riciclo del catalizzatore utilizzato. Lo svolgimento di queste attività sarà realizzato attraverso l'impiego di strumentazione avanzata tipicamente usata per lo studio dei processi di sintesi organica: forni a microonde (batch & flow mode), strumenti ad ultrasuoni ed unità di cavitazione idrodinamica (batch & flow mode), mulini planetari, sviluppo di processi in continuo (flow-mode).
4. Caratterizzazione dei prodotti: Purificazione e caratterizzazione delle strutture organiche ottenute in seguito alle reazioni di conversione mediante le principali tecniche analitiche a disposizione: Cromatografia (TLC), Cromatografia Flash, HPLC, HPLC-MS, GC-MS, NMR, FT-IR, TGA.
5. Stesura dell'elaborato di tesi.