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Oggetto:
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Attività libera - Estrazioni non convenzionali di sostanze organiche naturali

Oggetto:

Non Conventional Extraction of natural compounds

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Anno accademico 2020/2021

Codice dell'attività didattica
STF0269
Docente
Dott. Emanuela Calcio Gaudino (Titolare del corso)
Corso di studi
[003701] TECNICHE ERBORISTICHE
Anno
2° anno
Periodo didattico
Da definire
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
1
SSD dell'attività didattica
CHIM/06 - chimica organica
Modalità di erogazione
A distanza
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Quiz
Prerequisiti
Propedeutico a
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Fornire 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.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza delle principali tecniche estrattive non convenzionali descritte nell'insegnamento:

  • estrazioni assistite da microonde
  • estrazioni assistite da ultrasuoni
  • estrazioni in fluidi supercritici 

dei principi su cui si basano e i relativi vantaggi e svantaggi nel loro utilizzo per l'estrazione di composti organici naturali da matrici vegetali.  

Knowledge of the main non-conventional extraction techniques described in the teaching:

  • microwave assisted extractions
  • ultrasound-assisted extractions
  • supercritical fluids extractions 

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.

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Modalità di insegnamento

AA. 2020/2021 (periodo post-Covid)

L'insegnamento verrà erogato secondo lo SCENARIO 1 - LEZIONE SINCRONA CON REGISTRAZIONE

L’intero insegnamento verrà erogato in diretta streaming (in aula, se possibile, o in altra sede)
e la lezione verrà registrata (il docente sceglierà quali parti della lezione registrare
valutando se includere o meno le discussioni con gli studenti).


Pubblicazione delle lezioni registrate sulla piattaforma Moodle.

 

AA. 2020/2021 (post-Covid)

The lessons will be delivered according to SCENARIO 1 - SYNCHRONOUS LESSON WITH RECORDING

Lessons will be delivered through telematic meetings ("Cisco Webex Meeting")

Students will be able to use the recorded lessons  available on Moodle.
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Modalità di verifica dell'apprendimento

Test a risposta multipla (durata 15 min) per verificare la conoscenza dei concetti generali sull’estrazione di composti organici naturali mediante le tecniche non convenzionali descritte:

  • -Estrazioni assistite da Microonde (MAE):
  • -Estrazioni Assistite da Ultrasuoni (UAE)
  • -Estrazioni in Fluidi Supercritici (SFE)

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)

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Attività di supporto

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Programma

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:

  • -Estrazioni assistite da Microonde (MAE):
  • -Estrazioni Assistite da Ultrasuoni (UAE)
  • -Estrazioni in Fluidi Supercritici (SFE)

Per ciascuna di queste tecniche estrattive verranno descritti:

  • i fondamenti teorici
  •  gli strumenti utilizzati
  •  i vantaggi e gli svantaggi rispetto alle tecniche di estrazione convenzionali
  • -esempi di sostanze organiche naturali estratte per via non convenzionale

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.

Testi consigliati e bibliografia

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  • Farid Chemat & Giancarlo Cravotto Microwave-assisted Extraction for Bioactive Compounds, Theory and Practice, Springer US, 2012
  • Chapter 1: Giancarlo Cravotto, Arianna Binello,  "Low-Frequency, High-Power Ultrasound-Assisted Food Component Extraction" pp 3-29 in "Innovative Food Processing Technologies Extraction, Separation, Component Modification and Process Intensification" 2016, Edited by:Kai Knoerzer, Pablo Juliano and Geoffrey Smithers


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Note

“Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico”.

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Ultimo aggiornamento: 25/11/2020 13:27
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