Le unità di ricerca del LABIC

Di seguito le attività specifiche svolte dalle unità di ricerca del Laboratorio di Ingegneria chimica e di processo - LABIC

Biotecnologie industriali e ambientali, fluidodinamica e fotocatalisi

Attività di ricerca nell’ambito delle biotecnologie, della fluidodinamica e della fotocatalisi, finalizzate a tematiche di natura sia industriale che ambientale (biotecnologie ambientali, biocombustibili, fluidodinamica, processi fotocatalitici)

Diffusione in polimeri e separazione a membrana

Analisi sperimentale e modellazione delle proprietà termodinamiche e di trasporto di polimeri e della separazione di correnti liquide e gassose con membrane (separazione di liquidi con membrane, separazione di biomolecole con membrane, separazione di gas con membrane, diffusione in polimeri e modellazione)

Sicurezza industriale e sostenibilità ambientale

Sviluppo di metodi, modelli e strumenti per l’analisi e la valutazione della sicurezza e della sostenibilità ambientale di tecnologie ed impianti dell’industria di processo.

Membrane e processi a membrana

Produzione di nuovi materiali e dello sviluppo del processo a membrana. Studio di materiali per separazioni di liquidi e gas, attraverso la misura di proprietà quali solubilità, diffusività e permeabilità di liquidi, gas e vapori in condizioni pure o di miscela. Per la caratterizzazione delle membrane e degli apparati, ci si avvale anche di impianti pilota equipaggiati con moduli industriali e/o con celle prototipo appositamente progettate presso il MEMLAB per le specifiche applicazioni. I temi principali riguardano lo studio e l’applicazione di processi “Pressure Driven” (in fase liquida e gassosa), di Elettrodialisi, di Cromatografia a Membrana e l’impiego di Contattori a Membrana per operazioni di scambio di materia liquido-liquido e gas-liquido. Le applicazioni sono indirizzate all'industria di processo, alimentare, farmaceutica e biotecnologica, con implicazioni nel settore ambientale ed energetico per gli aspetti relativi alla valorizzazione delle risorse rinnovabili ed ai cambiamenti climatici, quali ad esempio il recupero di acque reflue, la purificazione di biometano ed il sequestro dell’anidride carbonica.

Per affinità, i sistemi sperimentali dell’unità di membrane e sistemi a membrana sono spesso utilizzati anche per la caratterizzazione di materiali barriera per diverse applicazioni, comprese quelle industriali.

Modellazione multi-scala di materiali e processi

Applicazione di metodi computazionali e principi tipici dell'ingegneria chimica per la comprensione a livello multi scala del comportamento di materiali, processi industriali, sistemi biologici e processi cellulari. Particolarmente importanti le attività  di:

- Modellazione molecolare di polimeri e compositi, studio delle morfologie e strutture, simulazione delle proprietà termodinamiche e di trasporto di gas e vapori.

- Modellazione di processi cellulari a partire da 'big data' biologici (in particolare, trascrittomica, proteomica e fosfoproteomica) per applicazioni biomediche.

- Modellazione delle proprietà termodinamiche e di trasporto in film polimerici e materiali compositi in un ampio intervallo di condizioni operative, analisi di problemi complessi e sistemi strutturati.

- Modellazione di processi a membrana finalizzata allo sviluppo del processo su scala industriale.

Sistemi biotecnologici, biomedici e alimentari

Sviluppo di processi di purificazione di proteine, cellule e altre biomolecole da fluidi complessi quali sangue, sieri, altri fluidi biologici e da brodi di fermentazione per l’industria biotecnologica, biomedica, bio-farmaceutica e alimentare. Recupero di componenti di valore e da scarti organici per l’industria alimentare, cosmetica e nutraceutica. Vengono utilizzati processi a membrana, processi cromatografici e altri processi tipici delle bioseparazioni.

Analisi delle prestazioni di packaging flessibile e non per applicazioni barriera, sviluppo di materiali innovativi, sostenibili e compostabili e di sistemi di packaging attivo.

Le applicazioni

• Bioreattori
• Fluidodinamica applicata
• Fotocatalisi ed integrazione di processo

• Sviluppo di metodi e modelli per l’analisi e la valutazione della Sicurezza e della Sostenibilità ambientale di tecnologie ed impianti dell’industria di processo.
• Sviluppo di approcci metodologici innovativi
• Modelli avanzati e strumenti quantitativi per la valutazione della sicurezza, l’analisi del rischio,  l’approfondimento di aspetti integrati di sostenibilità ambientale in processi ed impianti industriali chimici
• Sviluppo di nuovi materiali per membrane polimeriche e composite
• Caratterizzazione sperimentale e modellistica dei materiali, inclusi materiali barriera e per packaging,
• Sviluppo di tecnologie di separazione di molecole biologiche
• Data-driven systems biology
• Sviluppo di processi a membrana
• Progettazione di impianti a membrana per le separazioni di correnti gassose e/o liquide tipiche dell’industria di processo, del settore ambientale, alimentare, farmaceutico ed energetico.