Il dottorato di ricerca in "Processi chimici per l'industria e l'ambiente"- inserito nella Scuola di Dottorato in Scienze e Tecnologie per l'Innovazione Industriale - è stato progettato da docenti del Dipartimento di Ingegneria Chimica Materiali Ambiente e dal Dipartimento di Chimica per formare giovani capaci di affrontare le problematiche di ricerca di interesse dell'industria chimica e, più in generale, dell'industria di processo, con particolare riferimento agli aspetti della salvaguardia ambientale.
Le tematiche di interesse del dottorato in Processi Chimici per l’Industria e per l’Ambiente riguardano i fondamenti dell’ingegneria chimica e della chimica industriale, con particolare riferimento alle trasformazioni di processo nei settori della petrolchimica, dell’industria chimica e farmaceutica, dell'energia (fonti tradizionali e rinnovabili), dei processi di depurazione e valorizzazione, di risanamento e recupero ambientale, della produzione di materiali innovativi e da risorse rinnovabili, delle biotecnologie industriali e ambientali, nonché della sicurezza industriale. Sono di seguito riportati alcuni esempi di argomenti per la redazione del progetto di ricerca per la domanda di ammissione al dottorato:
• Influenza dei fenomeni di trasporto in processi e reattori chimici, biotecnologici, elettrochimici e fotochimici.
• Applicazioni microfluidiche per separazioni, produzioni farmaceutiche e analisi chimiche, biochimiche e biomediche quantitative.
• Analisi dinamica, ottimizzazione ed intensificazione di processi chimici, biomolecolari e biotecnologici.
• Sviluppo di processi biotecnologici per la valorizzazione di scarti e sottoprodotti agro-industriali.
• Sviluppo di processi innovativi per il recupero di prodotti ad alto valore aggiunto da rifiuti tecnologici
• Recupero di composti ad alto valore aggiunto da residui agricoli ed industriali.
• Sviluppo di processi biotecnologici innovativi per la produzione di composti di interesse (es. polimeri biodegradabili o biocombustibili gassosi) a partire da reflui e rifiuti agro-industriali.
• Studio e sviluppo di processi sostenibili per la bonifica e riqualificazione di aree contaminate da attività antropiche
• Sviluppo ed ottimizzazione, anche attraverso sperimentazione alla scala di laboratorio, di un processo chimico o biologico finalizzato alla rimozione di idrocarburi da acque o suoli contaminati.
• Rimozione di inquinanti dalle acque di scarico mediante biosorbenti, nanoparticelle e biosorbenti magnetici.
• Sviluppo di materiali innovativi per sistemi bioelettrochimici per il trattamento di acque di scarico dell’industria alimentare
• Bioraffinazione di matrici microbiche e lignocellulosiche
• Sviluppo, caratterizzazione e miglioramento delle prestazioni di bioreattori
• Biofrazionamento di biomasse microalgali e vegetali e bioincapsulamento mediante solventi eutettici (DES) ed solventi invertibili (switchable).
• Utilizzo di "Green Solvents" (fluidi supercritici) per l'estrazione selettiva di molecole bioattive e biopolimeri da matrici vegetali e cellule microbiche
• Valutazione delle caratteristiche antimicrobiche e antiossidanti di Oli Essenziali ed estratti naturali e loro incorporazione in materiali derivati da biomasse di scarto funzionalizzate con ciclodestrine per applicazioni industriali
• Nuove strategie per la fabbricazione di nanoibridi enzima-polimero per applicazioni industriali
• Processi e reattori innovativi per la produzione sostenibile di idrogeno.
• Produzione di biocombustibili e composti pregiati da rifiuti, biomassa e plastica attraverso processi termochimici
• Processi per la produzione di idrogeno da fonti rinnovabile
• Produzione di idrogeno verde dalla riconversione del gas naturale mediante sistemi a guida d'onda
Il Dottorato si propone di sviluppare le capacità dei candidati per svolgere e coordinare attività di ricerca, sviluppare nuovi processi e ottimizzare quelli esistenti, trasferire i risultati su scala industriale; a questo scopo il Dottorato prevede un programma formativo basato prevalentemente sullo sviluppo, sotto la guida di un supervisore, di un autonomo e ampio progetto di ricerca, scelto nell'ambito delle tematiche del dottorato e tenendo conto degli interessi dei candidati. L’attività di ricerca è integrata da un'attività didattica specifica consistente nella partecipazione, nell'arco dei tre anni, a corsi dedicati per un totale di 22 CFU, a seminari (4 CFU) e ad altre attività formative riconosciute dal collegio, tra cui le Scuole Nazionali di Dottorato (per ulteriori 4 CFU).
I corsi dedicati prevedono un approfondimento degli aspetti di base dell'Ingegneria Chimica e della Chimica Industriale, comprese le metodologie proprie dell'attività di ricerca (analisi dei dati, programmazione della sperimentazione, trasferimento tecnologico, modalità di finanziamento) , nonché una parte più "applicativa" relativa alle numerose tematiche di ricerca specifiche dove al giorno d'oggi si esplicano le competenze dell'Ingegneria Chimica e della Chimica Industriale. Il contenuto dei corsi, organizzati in forma modulare, viene definito ogni anno dal collegio docenti.
I dottorandi sono incoraggiati a svolgere parte della loro attività presso università o centri qualificati stranieri ed in ogni caso, nell'ottica di una sempre maggiore specializzazione, continui scambi e contatti con l'esterno sono sempre favoriti.
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