OPERAZIONI UNITARIE E LORO DIMENSIONAMENTO

iten
Codice
66109
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
6 cfu al 3° anno di 10375 INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO (L-9) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/25
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO )
periodo
1° Semestre
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni applicative svolte in aula ed è finalizzato allo studio delle principali operazioni unitarie, dei relativi impianti chimici e di processo ed alla loro conduzione. Vengono fornite nozioni di base relative al dimensionamento, alla scelta  ed alla valutazione delle apparecchiature/impianti sulla base dei  fattori economici e dei vincoli normativi ed ambientali caratterizzanti la moderna struttura industriale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di fornire ai partecipanti la capacità di analizzare schemi di processo, e di sapersi orientare nella determinazione delle specifiche delle singole apparecchiature L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni di base di alcune operazioni unitarie con l’obiettivo di acquisire le conoscenze necessarie per determinare e quantificare i parametri di maggior rilievo nella progettazione preliminare.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercizi e esercitazioni numeriche) e lo studio individuale permetteranno allo studente di acquisire:

-la conoscenza degli impianti di processo e di alcune operazioni unitarie: evaporazione a stadi, estrazione con solvente, filtrazione, cristallizzazione. Comprensione dei modelli semplificati che mettono in relazione parametri operativi e/o di progetto con i loro effetti sui bilanci di materia e di energia.

-la capacità di analizzare schemi di processo e sapersi orientare correttamente nella determinazione delle specifiche delle singole apparecchiature e nelle più comuni scelte di esercizio in relazione all'effetto di una variazione dei parametri operativi sulle prestazioni del processo.

-la capacità di saper determinare e quantificare i parametri di maggior rilievo nella progettazione preliminare delle apparecchiature corrispondenti alle principali operazioni unitarie, ed utilizzare metodologie di progettazione preliminare adeguate.

-la capacità di utilizzare dati bibliografici e database per reperire dati chimico-fisici e standard costruttivi.

-la capacità di saper individuare l'apparecchiatura più idonea per realizzare una determinata operazione unitaria, e determinare le condizioni operative adatte all'ottenimento delle specifiche di processo desiderate.

-saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, e orientarsi nella lettura e comprensione della documentazione tecnica delle apparecchiature presenti negli impianti di processo.

PREREQUISITI

  • Analisi matematica I
  • Fisica generale

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede circa il 60 % di lezioni metodologiche e teoriche in aula, il 40 % circa di esercitazioni calcolative in aula.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione agli impianti chimici:

I diagrammi di processo: block flow diagram (BFD), process flow diagram (PFD) e process and instrumentation diagram (P&ID). Rappresentazione simbolica.

Le principali operazioni unitarie:

 -FILTRAZIONE

Descrizione della tecnica di separazione per filtrazione. Meccanismo che regola il flusso di fluidi attraverso letti porosi. Il mezzo filtrante e le diffeenti tipologie di filtrazione industriale.

 -EVAPORAZIONE ED EVAPORATORI A EFFETTO SINGOLO E MULTIPLO

I principi dell’evaporazione come operazione unitaria. Tipologie di evaporatori e apparecchiature ausiliarie. Dimensionamento degli evaporatori a singolo e multiplo effetto.

 -ESTRAZIONE CON SOLVENTE

I principi dell’estrazione. Costruzione sperimentale di un diagramma ternario. Progettazione d’un estrattore: impostazione analitica e grafica. Problema di verifica.

 -CRISTALLIZZAZIONE

Descrizione della cristallizzazione. Cristallizzazione indotta da pressione, temperatura. Nucleazione ed accrescimento. I modelli di cristallizzazione. Modelli descrittivi omogenei ed eterogenei. Bilancio di popolazione dei cristalli. Dimensionamento di un cristallizzatore. Valutazione critica e limiti del progetto

TESTI/BIBLIOGRAFIA

TESTI

1. PERRY'S CHEMICAL ENGINEERS' HANDBOOK - MC GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITION

2. FOUST ET AL. I PRINCIPI DELLE OPERAZIONI UNITARIE - ED. AMBROSIANA, MILANO

3. MC CABE, SMITH AND HARRIOT: UNIT OPERATIONS OF CHEMICAL ENGINEERING, MC GRAW - HILL CHEM. ENG. SERIES

4. KERN D.G.: PROCESS HEAT TRANSFER, MC GRAW - HILL CHEM. ENG. SERIES

5. TREYBAL R.E.: MASS TRANSFER OPERATION, MC GRAW - HILL EDUCATION

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Il docente è sempre disponibile, anche per via informatica o telefonica per la soluzione delle eventuali problematiche legate all'apprendimento e alla risoluzione delle applicazioni numeriche. Previo appuntamento da concordarsi, lo studio del titolare del corso è situato presso DICCA Polo di Ingegneria Chimica in Genova via Opera Pia 15 - I piano.

Commissione d'esame

CARLO SOLISIO (Presidente)

EMANUELA DRAGO

ROBERTA CAMPARDELLI (Presidente Supplente)

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede circa il 60 % di lezioni metodologiche e teoriche in aula, il 40 % circa di esercitazioni calcolative in aula.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Il raggiungimento degli obiettivi dell’insegnamento è certificato mediante una prova scritta della durata di 240 minuti, consistente nella risoluzione di due esercizi su due diverse operazioni unitarie con 3 domande del valore di 5 punti. Questi punti sono attribuiti per intero se la domanda riceve risposta corretta anche nel valore numerico, all’80% se c’è un errore di calcolo, dal 10% al 70% se la risposta è impostata ma soffre di errori concettuali più o meno gravi (zero se la risposta non c’è o è sbagliata in modo grave). Il raggiungimento della sufficienza (18/30) permette di accedere alla prova orale.

È previsto un colloquio orale della durata di circa 40 minuti per verificare la padronanza degli elementi di progettazione ed eventuali incertezze relative alla prova scritta. L'esito del colloquio orale non può sostituire il positivo risultato della prova scritta.

L'eccellenza (30/30 e lode) si raggiunge attraverso la corretta risposta a tutti i quesiti dei due esercizi proposti ed al contemporaneo positivo risultato della prova orale, che dimostri come lo studente sia capace di padroneggiare la materia, riuscendo ad utilizzare i concetti appresi e ad applicarli a tipologie di problemi differenti rispetto a quelli discussi in aula.

Il voto conseguito nell’insegnamento sarà la media dei voti attribuiti nei due moduli in cui si articola l’insegnamento.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno dati nel corso delle lezioni. La prova scritta verte su 2 esercizi con tre quesiti ciascuno sugli esposti durante il corso. L’esame orale prevede domande riguardanti la teoria alla base e i criteri di dimensionamento delle operazioni unitarie. Verrà inoltre valutata la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto della terminologia tecnica e la capacità di ragionamento critico.

La valutazione del raggiungimento degli obiettivi viene verificata attraverso un esame scritto e orale. La valutazione nell'esame finale terrà conto dei seguenti criteri:

a) conoscenza e la capacità di risolvere i principali problemi che richiedono l'applicazione di concetti espressi;

b) conoscenza delle ipotesi di base;

c) capacità di estendere l'applicazione dei concetti di base per risolvere i problemi a nuove applicazioni,

d) proprietà di linguaggio con particolare riferimento alla terminologia specifica della disciplina.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
20/12/2021 09:00 GENOVA Scritto + Orale
21/01/2022 09:00 GENOVA Scritto + Orale
15/02/2022 09:00 GENOVA Scritto + Orale
06/06/2022 09:00 GENOVA Scritto + Orale
13/07/2022 09:00 GENOVA Scritto + Orale
16/09/2022 09:00 GENOVA Scritto + Orale