Skip to content

Analisi di fattibilità di un impianto di produzione di vanillina per bioconversione di acido ferulico

Informazioni tesi

  Autore: Alessandra Poli
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2007-08
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria chimica
  Relatore: Carlo Stramigioli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 103

La vanillina è una molecola dalle spiccate proprietà aromatiche largamente impiegata sia nell’industria alimentare (come ingrediente di cibi e bevande e conservante) che nell’industria chimica e farmaceutica (come intermedio per la sintesi di svariati prodotti quali erbicidi, antischiuma, farmaci, profumi e cosmetici).
Tradizionalmente la vanillina viene ottenuta per via naturale attraverso un procedimento lungo e complesso a partire dalla Vanilla planifolia, un’orchidacea originaria del Messico; a tale processo si affianca la sintesi chimica per la quale le materie prime più largamente utilizzate sono attualmente l’eugenolo o l’isoeugenolo (composti economici e facilmente reperibili), la lignina (ottenuta dai reflui dell’industria cartiera) e il guaiacolo. A partire dalla fine degli anni novanta sono stati sviluppati studi relativi alla produzione di vanillina per via microbica a partire da diversi substrati: l’eugenolo, l’isoeugenolo, l’acido ferulico e la lignina.

A causa degli elevati costi di produzione la vanillina naturale è caratterizzata da un prezzo di vendita piuttosto considerevole (2000 – 3000 $/kg, pari a circa 1400 - 2100 €/kg) e per questo riesce a soddisfare solo lo 0,25% del fabbisogno mondiale (circa 40 tonnellate l’anno). Di conseguenza la vanillina sintetica, molto meno costosa (5-15 $/kg, pari a circa 3,5 – 11 €/kg), ma anche molto più scadente dal punto di vista delle caratteristiche organolettiche, a causa della inevitabile presenza di sottoprodotti, è destinata a coprire la restante richiesta del mercato, pari a circa 16000 tonnellate l’anno.

In questa tesi, inserita nell’ambito di un progetto di ricerca sviluppato presso il Dipartimento di Chimica Applicata e Scienza dei Materiali (DICASM), è stata studiata la possibilità di produrre industrialmente vanillina mediante bioconversione di acido ferulico ad opera di Pseudomonas fluorescens BF13-1p, mutante del ceppo BF13 dotato di un blocco a livello del gene che codifica per l’enzima per il catabolismo della vanillina ad acido vanillico.
In particolare la convenienza economica dell’investimento è stata valutata con riferimento al possibile diretto concorrente attualmente presente sul mercato: la vanillina biotecnologica Rhovanil® Natural prodotta tramite l’impiego di batteri streptomiceti, il cui costo si aggira attorno ai 700 $/kg, ovvero 500 €/kg.

Per una produzione annuale che si è ritenuto opportuno porre pari a 20 tonnellate, vista l’entità del fabbisogno del mercato mondiale, sono stati dimensionati un impianto base e due possibili varianti, (A) (con solvente più concentrato nell’estrazione) e (B) (con tutti gli apparati in acciaio inox). Sono stati individuate cinque diverse operazioni unitarie: crescita (da realizzare in un singolo fermentatore batch, con durata pari a 7 ore), bioconversione (da realizzare in tre diversi reattori batch, con durata pari a 21 ore); estrazione discontinua con acetato di n- butile in una batteria di contatori a membrana; controestrazione in continuo con acqua basica in un’ulteriore batteria di contattori a membrana; recupero dei cristalli. Nell’impianto base e nell’alternativa (B) quest’ultima fase avviene per centrifugazione e successiva vaporizzazione dell’acqua residua, mentre nella variante (A) l’evaporatore finale è assente.

Per ognuna delle alternative considerate sono stati valutati il capitale fisso ( 3 M€ per il caso base e per l’alternativa (A) e 5 M€ per (B), la cui durata stimata è stata però prolungata da 10 a 15 anni) ed i costi di produzione (pari a circa 8 M€/a). Infine, è stata effettuata un’analisi della redditività, calcolando il VAN ed il TIR per diversi prezzi di vendita, in modo da determinare quello più adeguato, sia in termini di rendimento dell’investimento che di competitività del prodotto sul mercato.

In base allo studio effettuato i casi esaminati sono risultati sostanzialmente equivalenti: per l’impianto base e per la variante (A) è stato ritenuto opportuno scegliere un prezzo di vendita pari a 480 €/kg, mentre per l’alternativa (B) si è optato per un prezzo leggermente più elevato, visti i maggiori costi in termini di capitale fisso, e corrispondente a 485 €/kg.

In conclusione, la vanillina prodotta tramite l’impianto dimensionato nell’elaborato sarebbe certamente competitiva rispetto al diretto concorrente, ma non particolarmente interessante (data la modesta differenza di prezzo, pari a circa il 4%).

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Mostra/Nascondi contenuto.
7 Capitolo 1 Introduzione Questa tesi si inserisce nell’ambito di un progetto di ricerca sviluppato presso il Dipartimento di Chimica Applicata e Scienza dei Materiali (DICASM) e relativo alla produzione di vanillina mediante bioconversione di acido ferulico ad opera di Pseudomonas fluorescens BF13-1p, mutante del ceppo BF13 dotato di un blocco a livello del gene che codifica per l’enzima per il catabolismo della vanillina ad acido vanillico. Fig. 1.1: formula di struttura della vanillina [1]. La vanillina (fig. 1.1) è un’aldeide aromatica (4-idrossi-3-metossibenzaldeide) che allo stato puro si presenta sotto forma di piccoli cristalli aghiformi di colore bianco caratterizzati da un intenso profumo di vaniglia. Di seguito (tab. 1.1) se ne riportano le principali proprietà chimico-fisiche [1]: Formula C 8 H 8 O 3 Massa molare 152,15 kg/kmol Densità 1,056 g/cm 3 (20°C)

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario, bollettino postale.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l'Utente volesse pubblicare o citare una tesi presente nel database del sito www.tesionline.it deve ottenere autorizzazione scritta dall'Autore della tesi stessa, il quale è unico detentore dei diritti.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
  • L'Utente è a conoscenza che l'importo da lui pagato per la consultazione integrale della tesi prescelta è ripartito, a partire dalla seconda consultazione assoluta nell'anno in corso, al 50% tra l'Autore/i della tesi e Tesionline Srl, la società titolare del sito www.tesionline.it.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.
Scopri come funziona

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su

Parole chiave

analisi costi
van
varianti
tir
pseudomonas
vanillina
bioconversione
batch
acido ferulico
aromi bio
contattori a membrana
metodo di miller
impianto industriale

Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi