Fornire alle studentesse e agli studenti la conoscenza delle principali tecniche estrattive non convenzionali (estrazioni assistite da microonde, estrazioni assistite da ultrasuoni, estrazioni in fluidi supercritici e per via meccanochimica) con l’eventuale possibilità di sfruttarle in modo anche combinato per migliorare l’efficienza e la sostenibilità dei processi estrattivi di sostanze organiche naturali da matrici vegetali.
Provide knowledge of the main unconventional extraction techniques (microwave assisted extractions, ultrasound assisted extractions, extractions in supercritical fluids and by mechanical activation) with the possibility of using them in a combined way to improve the efficiency and sustainability of the extraction processes of natural organic substances from plant matrices.
Conoscenza delle principali tecniche estrattive non convenzionali descritte nell'insegnamento:
Conoscenza dei principi su cui si basano e dei relativi vantaggi e svantaggi nel loro utilizzo per l'estrazione di composti organici naturali da matrici vegetali.
In particolare, verrà fatto riferimento ai seguenti Descrittori di Dublino:
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Acquisizione di conoscenze teoriche riguardanti i fondamenti delle tecniche estrattive non convenzionali applicate alle sostanze organiche naturali. Comprensione delle principali tecniche di estrazione assistite da microonde, ultrasuoni e fluidi supercritici, con particolare attenzione agli aspetti chimico-fisici che regolano il trasporto di massa e energia nei sistemi estrattivi matrice/solvente.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Sviluppo della capacità di applicare le conoscenze acquisite per selezionare e ottimizzare le tecniche estrattive in funzione della matrice vegetale e delle caratteristiche delle sostanze organiche naturali da estrarre. Capacità di valutare i vantaggi e gli svantaggi delle tecniche non convenzionali rispetto a quelle tradizionali, tenendo in considerazione l'efficienza energetica e la sostenibilità del processo.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Acquisizione di un'autonoma capacità di valutazione e interpretazione dei risultati ottenuti dai processi di estrazione non convenzionali, con un approccio critico all'efficienza e alla qualità delle sostanze estratte. Capacità di valutare la possibilità di combinare tecniche estrattive non convenzionali con solventi sostenibili per ottenere processi sempre più efficienti e rispettosi dell'ambiente.
ABILITÀ COMUNICATIVE
Sviluppo di competenze per la comunicazione dei risultati e delle conoscenze apprese, sia in forma scritta che orale, con l'utilizzo di un linguaggio tecnico-scientifico appropriato. Capacità di illustrare in modo chiaro e preciso le diverse tecniche estrattive non convenzionali e le loro applicazioni, anche in un contesto interdisciplinare.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Acquisizione di capacità autonome di apprendimento, con particolare attenzione alla continua evoluzione delle tecniche estrattive non convenzionali e delle tecnologie associate. Capacità di autovalutare il proprio livello di preparazione e aggiornamento in un campo in continua crescita, integrando le nuove conoscenze nel contesto della valorizzazione delle biomasse.
Knowledge of the main non-conventional extraction techniques described in the teaching:
Knowledge of the principles on which they are based and the relative advantages and disadvantages in their use for the extraction of natural organic compounds from vegetable matrices.
Specifically, reference will be made to the following Dublin Descriptors:
KNOWLEDGE AND COMPREHENSION SKILLS
Acquisition of theoretical knowledge regarding the fundamentals of unconventional extraction techniques applied to natural organic substances. Understanding of the main extraction techniques assisted by microwave, ultrasonic and supercritical fluids, with particular attention to the physicochemical aspects governing mass and energy transport in matrix/solvent extraction systems.
ABILITY TO APPLY KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
Development of the ability to apply acquired knowledge to select and optimize extraction techniques according to the plant matrix and the characteristics of the natural organic substances to be extracted. Ability to evaluate the advantages and disadvantages of unconventional versus conventional techniques, taking into consideration energy efficiency and sustainability of the process.
AUTONOMY OF JUDGMENT
Acquisition of autonomous ability to evaluate and interpret the results obtained from unconventional extraction processes, with a critical approach to the efficiency and quality of the extracted substances. Ability to evaluate the possibility of combining unconventional extraction techniques with sustainable solvents to achieve increasingly efficient and environmentally friendly processes.
COMMUNICATION SKILLS
Development of skills for communicating results and knowledge learned, both in written and oral form, using appropriate technical and scientific language. Ability to clearly and accurately illustrate various unconventional mining techniques and their applications, including in an interdisciplinary context.
LEARNING SKILLS
Acquisition of autonomous learning skills, with emphasis on the continuing evolution of unconventional extractive techniques and associated technologies. Ability to self-assess one's own level of preparation and updating in an ever-growing field, integrating new knowledge in the context of biomass.
E’ stata recentemente riconosciuta la necessità di sviluppare nuove tecnologie sostenibili ad elevata efficienza energetica, per l’estrazione selettiva di sostanze organiche naturali da matrici vegetali. La maggior parte di queste tecniche, cosiddette “non convenzionali”, facilita l'estrazione di composti organici naturali, incrementando il trasporto di massa o di energia all’interno del sistema estrattivo matrice/solvente. I principali vantaggi delle tecniche estrattive non convenzionali sono quindi la riduzione dei tempi di estrazione e l’incremento dell’efficienza del processo. Nell’ambito di questo insegnamento verranno illustrate e discusse le principali tecniche estrattive non convenzionali:
Per ciascuna di queste tecniche estrattive verranno descritti:
Nell’ambito di questo insegnamento, verranno inoltre fatti dei cenni sulla possibilità di combinare le tecniche descritte tra di loro e con solventi di estrazione più sostenibili (quali i liquidi ionici, i NADES e l’acqua subcritica) per ottenere estrazioni sempre più efficienti. Infine, verrà discusso il potenziale utilizzo delle tecniche di estrazione non convenzionali descritte nell’ambito della valorizzazione degli scarti dell’industria agro-alimentare mediante l’estrazione dalle biomasse delle sostanze attive residue.
The need to develop new sustainable energy-efficient technologies for the selective extraction of natural organic substances from plant matrices has recently been recognized. Most of these techniques, so-called "unconventional", facilitate the extraction of natural organic compounds, increasing the transport of mass or energy within the matrix / solvent extraction system. The main advantages of unconventional extraction techniques are therefore the reduction of extraction times and the increase in process efficiency. As part of this teaching, the main unconventional extraction techniques will be illustrated and discussed:
- Microwave Assisted Extractions (MAE)
- Ultrasound Assisted Extractions (UAE)
- Extractions in Supercritical Fluids (SFE)
For each extraction techniques will be described:
- the theoretical foundations
- the used tools
- the advantages and disadvantages compared to conventional extraction techniques
- some examples of natural organic substances extracted under unconventional techniques.
As part of this teaching, notes will also be made on the possibility of combining the techniques described with each other and with more sustainable extraction solvents (such as ionic liquids, NADES and subcritical water) to obtain increasingly efficient extractions. Finally, the potential use of the unconventional extraction techniques will be described in the context of the valorisation of agro-food industry waste through the extraction of residual active substances from biomass.
DIDATTICA FRONTALE
L'insegnamneto verrà erogato secondo la modalità tradizionale: lezioni frontali in aula.
Il materiale didattico è reso disponibile su Campusnet e Moodle
La comunicazione con le studentesse e gli studenti avviene mediante e-mail e richiede una previa registrazione sulla pagina Campusnet dell’insegnamento.
Test a risposta multipla costituito da 10 domande ( durata totale test 15 min) per verificare la conoscenza dei concetti generali sull’estrazione di composti organici naturali mediante le tecniche non convenzionali descritte:
Il test risulterà superato con 6 rispote corrette su 10.
Esito dell'attività libera: approvato/non approvato
Multiple choice test (duration 15 min) to verify knowledge of general concepts on the extraction of natural organic compounds using the unconventional techniques described:
- Microwave Assisted Extractions (MAE):
- Ultrasound Assisted Extractions (UAE)
- Extractions in Supercritical Fluids (SFE)
