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OPERAZIONI UNITARIE DEGLI IMPIANTI ALIMENTARI

Giovanna FERRARI OPERAZIONI UNITARIE DEGLI IMPIANTI ALIMENTARI

0612200035
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA CHIMICA
2017/2018



ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2012
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
GIOVANNA FERRARI T Curriculum
Obiettivi
CONOSCENZA E COMPRENSIONE
FUNZIONE OBIETTIVO E SUA COSTRUZIONE. VALUTAZIONE E SUDDIVISIONE DEI COSTI DI PROCESSO. AMMORTAMENTO DI UN IMPIANTO. VALUTAZIONI DELLE DIMENSIONI DI UN IMPIANTO IN RELAZIONE AI PRODOTTI ED AL MERCATO. PUNTO DI PAREGGIO. PRODUZIONE DI TARGA. AFFIDABILITÀ DI UN IMPIANTO CON ELEMENTI IN SERIE E IN PARALLELO. LAYOUT DEGLI IMPIANTI DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE. LETTURA DI UN P&ID. LE UTILITIES DEGLI IMPIANTI: PRODUZIONE DI VAPORE, FLUIDI FREDDI E ARIA COMPRESSA.
COMPRENSIONE DEI PRINCIPI FISICI ALLA BASE DELLE OPERAZIONI UNITARIE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE E DELLE EQUAZIONI DI BILANCIO CON PARTICOLARE RIFERIMENTO A: TRATTAMENTI TERMICI PER LE OPERAZIONI UNITARIE DI PASTORIZZAZIONE E STERILIZZAZIONE; ESSICCAMENTO E DISIDRATAZIONE; CONGELAMENTO E LIOFILIZZAZIONE. PROCEDURE DI DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE CORRISPONDENTI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - ANALISI INGEGNERISTICA
SAPER VALUTARE LA CONVENIENZA ECONOMICA DI UN IMPIANTO. SAPER DISCUTERE GLI EFFETTI DEL PROCESSO SUL PRODOTTO E PROPORRE OPERAZIONI UNITARIE SIA TRADIZIONALI CHE INNOVATIVE. SAPER INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DELLE APPARECCHIATURE UTILIZZATE NEI PROCESSI DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE – PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA
CAPACITÀ DI COMPRENDERE I PRINCIPI ECONOMICI. CAPACITÀ DI DISEGNARE UN DIAGRAMMA A BLOCCHI DI UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE E DI INDIVIDUARE LE UTILITIES. CAPACITÀ DI LEGGERE UNO SCHEMA P&ID. SAPER EFFETTUARE LA VALUTAZIONE DEI TEMPI DI PROCESSO E IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DELLE APPARECCHIATURE PRESENTI IN UN IMPIANTO DI PRODUZIONE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO – PRATICA INGEGNERISTICA
SAPER LEGGERE UNO SCHEMA DI IMPIANTO E INDIVIDUARE LE UTILITIES A SERVIZIO DEGLI IMPIANTI DI PRODUZIONE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE.
SAPER INDIVIDUARE I PROCESSI E LE APPARECCHIATURE PER UNA PRODUZIONE ALIMENTARE.
CAPACITÀ TRASVERSALI - ABILITÀ COMUNICATIVE
SAPER DISCUTERE, NELL’AMBITO DI UN COLLOQUI ORALE, DI ARGOMENTI INERENTI LA VALUTAZIONE DEI COSTI DI UN IMPIANTO, I CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DELLE UTILITIES, SAPER LEGGERE UNO SCHEMA DI UN P&ID. SAPER DISCUTERE, NELL’AMBITO DI UNA PROVA DI VERIFICA SCRITTA E DI UN COLLOQUIO ORALE, I CRITERI DI VALUTAZIONE DEI TEMPI DI PROCESSO E DI DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE RELATIVAMENTE ALLE OPERAZIONI UNITARIE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE.
CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI APPRENDERE
CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, E DI APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI, SPECIALIZZANDOLI AGLI IMPIANTI SPECIFICI IN ESAME.
CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI INDAGINE
CAPACITÀ DI DISEGNARE UN DIAGRAMMA A BLOCCHI DI UN PROCESSO DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE DIVERSO DA QUELLI ANALIZZATI DURANTE IL CORSO E DI LEGGERE UNO SCHEMA P&ID DI UN PROCESSO. CAPACITÀ DI RECUPERARE, GESTIRE E SVILUPPARE INDIPENDENTEMENTE LE CONOSCENZE ED INFORMAZIONI NECESSARIE ALL’ATTIVITÀ DI DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE IN CUI CONDURRE LE OPERAZIONI UNITARIE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE MATEMATICHE DI BASE, E CONOSCENZE RELATIVE AGLI EQUILIBRI CHIMICI E AI BILANCI DI MATERIA, ENERGIA E QUANTITÀ DI MOTO.
Contenuti
INTRODUZIONE AL CORSO (2H TEORIA, 0H ESER, 0H LAB)
L’INDUSTRIA ALIMENTARE OGGI.
TRATTAMENTI TERMICI PER LA PASTORIZZAZIONE E STERILIZZAZIONE (6H TEORIA, 7H ESER, 2H LAB)
FATTORI CHE INFLUENZANO L’INATTIVAZIONE MICROBICA; CINETICA DI INATTIVAZIONE: CURVE DI MORTE TERMICA, TEMPO DI RIDUZIONE DECIMALE, RESISTENZA TERMICA; TEMPO DI MORTE TERMICA E CONCETTO DI STERILITÀ COMMERCIALE; CALCOLO DEL TEMPO DI TRATTAMENTO AL VARIARE DELLA TEMPERATURA; STERILIZZAZIONE/PASTORIZZAZIONE. CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE CONTINUE E DISCONTINUE; EFFETTI DEL PROCESSO SUL PRODOTTO.
ESSICCAMENTO (10 TEORIA, 8H ESER, 0H LAB)
DEFINIZIONE DI ESSICCAMENTO E DISIDRATAZIONE; ESTENSIONE DELLA SHELF-LIFE ATTRAVERSO LA RIDUZIONE DI AW, INIBIZIONE DELLA CRESCITA MICROBICA E DELL’ATTIVITÀ ENZIMATICA. MATERIALI IGROSCOPICI E NON IGROSCOPICI. PROPRIETÀ FISICHE DELL’ARIA UMIDA. BILANCI DI MATERIA E DI ENERGIA, GRADI DI LIBERTÀ DELL’ESSICCAMENTO. MECCANISMO DI DISIDRATAZIONE. CURVA DI DISIDRATAZIONE, VELOCITÀ DI ESSICCAMENTO IN FUNZIONE DEL CONTENUTO D’ACQUA. CALCOLO DEL TEMPO DI ESSICCAMENTO A VELOCITÀ CONSTANTE E DECRESCENTE. CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DI ESSICCATORI DISCONTINUI E CONTINUI. EFFETTO DEL PROCESSO SUL PRODOTTO.
SPRAY DRYING (2H TEORIA, 3H ESER, 0H LAB)
CARATTERISTICHE DEGLI ATOMIZZATORI, CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DELLE TORRI DI SPRAY DRYING.
CONGELAMENTO (7H TEORIA, 7H ESER, 0H LAB)
CICLI FRIGORIFERI. DIMENSIONAMENTO DI UN IMPIANTO DI CONGELAMENTO. PROPRIETÀ DEGLI ALIMENTI CONGELATI. FORMULE SEMPLIFICATE PER IL CALCOLO DEL TEMPO DI CONGELAMENTO. FORMULE AVANZATE PER IL CALCOLO DEL TEMPO DI CONGELAMENTO. EFFETTI DEL PROCESSO SUL PRODOTTO.
LIOFILIZZAZIONE (4H TEORIA, 2H ESER, 0H LAB)
PRINCIPI DELLA LIOFILIZZAZIONE. LIMITAZIONI AL TRASPORTO DI CALORE. LIMITAZIONI AL TRASPORTO DI MATERIA. CALCOLO DEL TEMPO DI LIOFILIZZAZIONE E CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI. EFFETTI DEL PROCESSO SUL PRODOTTO. LA LIOFILIZZAZIONE A PRESSIONE ATMOSFERICA.
PRINCIPI ECONOMICI DI PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI. (6H TEORIA, 0H ESER, 0H LAB)
FUNZIONE OBIETTIVO E SUA COSTRUZIONE. VALUTAZIONE E SUDDIVISIONE DEI COSTI DI PROCESSO. VALUTAZIONE DELLE DIMENSIONI DI UN IMPIANTO IN RELAZIONE AI PRODOTTI ED AL MERCATO. PUNTO DI PAREGGIO. PRODUZIONE DI TARGA. AFFIDABILITÀ DI UN IMPIANTO CON ELEMENTI IN SERIE E IN PARALLELO.
SITI INDUSTRIALI E LAYOUT DEGLI IMPIANTI DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE (8H TEORIA, 2H ESER, 0H LAB)
UTILITIES DEGLI IMPIANTI: DEFINIZIONE E TIPOLOGIE. IMPIANTI DI PRODUZIONE DEL VAPORE; PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI BOILER E DEI FORNI INDUSTRIALI. GENERATORI DI VAPORE. TURBINE A VAPORE. CICLO DI PRODUZIONE DEL VAPORE. SISTEMI DI DISTRIBUZIONE DEI COMBUSTIBILI NEGLI IMPIANTI CHIMICI E ALIMENTARI. SISTEMI DI RAFFREDDAMENTO DELL'ACQUA DI PROCESSO. L'UTILITY ARIA COMPRESSA. SISTEMI DI COMPRESSIONE E PURIFICAZIONE DELL'ARIA. CALCOLO DEL LAVORO DI COMPRESSIONE. IMPIANTI DI PRODUZIONE DELL'ARIA. CONSIDERAZIONI SULLA SICUREZZA NEGLI IMPIANTI DELL'INDUSTRIA CHIMICA E ALIMENTARE.
SCHEMATIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI: SCHEMA A BLOCCHI, PROCESS FLOW DIAGRAM, PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM (9H TEORIA, 5H ESER, 0H LAB)
SCHEMA A BLOCCHI. LE MARCE NOTEVOLI: MARCIA DI PROGETTO, MARCIA DI TARGA E MARCIA MINIMA. LOGICA DI MISURA, CONTROLLO E DI INTERBLOCCO. ELABORAZIONE DI UN PFD. IL SIGNIFICATO E L’UTILITÀ DEL P&ID NELLA PROGETTAZIONE E NELLA GESTIONE DELL’IMPIANTO. CONTENUTO DEL P&ID E RAPPRESENTAZIONE SIMBOLICA. I SIMBOLI DEL P&ID. ESEMPI DI LETTURA DI UN P&ID.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO PREVEDE 90 ORE DI DIDATTICA TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI ED ESERCITAZIONI IN LABORATORIO (9CFU). NELLE LEZIONI TEORICHE VENGONO PRESENTATI I PRINCIPALI ASPETTI RIGUARDANTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO. ESSE SONO CONDOTTE UTILIZZANDO PRESENTAZIONI A COMPUTER E LAVAGNA, CON IL SUPPORTO DEL MATERIALE DEL CORSO.
NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO PROPOSTI ESERCIZI PER IL CALCOLO DI TEMPI DI PROCESSO E DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE, VENGONO PRESENTATI E DISCUSSI I PRINCIPALI ASPETTI LEGATI AL DIMENSIONAMENTO DELLE UTILITIES E SI AFFRONTA LA LETTURA DI UNO SCHEMA P&ID.
LE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO HANNO LO SCOPO DI MOSTRARE ALLO STUDENTE ALCUNI ASPETTI RIGUARDANTI PASTORIZZAZIONE E STERILIZZAZIONE, INCLUSA LA DETERMINAZIONE DI PROPRIETÀ FISICHE DEGLI ALIMENTI.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVIENE MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA E UN COLLOQUIO ORALE.
LA PROVA SCRITTA È PROPEDEUTICA ALLA PROVA ORALE E CONSISTE NELLO SVOLGIMENTO DI 2 PROBLEMI INERENTI A DUE DIVERSE OPERAZIONI UNITARIE TRA QUELLE PRESENTATE DURANTE IL CORSO. LA PROVA HA UNA DURATA DI 2H.
IL COLLOQUIO ORALE DURA TIPICAMENTE 30MIN. ALLO STUDENTE VIENE RICHIESTO DI AFFRONTARE LA DISCUSSIONE SUI PRINCIPI ALLA BASE DI ALMENO DUE OPERAZIONI UNITARIE DIFFERENTI TRA QUELLE PRESENTATE DURANTE IL CORSO. PER QUANTO RIGUARDA LE PARTE DEL PROGRAMMA RELATIVA ALLA STIMA DEI COSTI DI IMPIANTO, AI CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DELLE UTILITIES E ALLA SCHEMATIZZAZIONE A BLOCCHI DEGLI IMPIANTI E LA LETTURA DI UNO SCHEMA P&ID, ALLO STUDENTE VIENE RICHIESTO DI RISPONDERE A TRE DOMANDE SU CIASCUNO DEGLI ARGOMENTI ELENCATI.
CIASCUNA PROVA È VALUTATA IN TRENTESIMI E SI INTENDE SUPERATA CON IL VOTO MINIMO DI 18/30. IL VOTO FINALE È DATO DALLA MEDIA DEI VOTI RIPORTATI IN CIASCUNA PROVA. ESSO DIPENDERÀ DAL GRADO DI MATURITÀ ACQUISITO SUI CONTENUTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE SCRITTA E ORALE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA.
È CONDIZIONE ESSENZIALE PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLA SUFFICIENZA DIMOSTRARE DI EFFETTUARE IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DELLE PRINCIPALI APPARECCHIATURE DELLE DIVERSE OPERAZIONI UNITARIE,
LO STUDENTE RAGGIUNGE IL LIVELLO DI ECCELLENZA SE SI RIVELA IN GRADO DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO.
Testi
R. P. SINGH, INTRODUCTION TO FOOD ENGINEERING, ACADEMIC PRESS, NEW YORK USA.
P.J. FELLOWS, FOOD PROCESSING TECHNOLOGY: PRINCIPLES AND PRACTICE, WOODHEAD PUBL. LTD., CAMBRIDGE; UK.
DOCUMENTAZIONE FORNITA DAL DOCENTE.
Altre Informazioni
MODALITÀ DI FREQUENZA
L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA CON FREQUENZA OBBLIGATORIA.

LINGUA DI INSEGNAMENTO
ITALIANO/INGLESE.

SEDE E ORARIO
IL CORSO È EROGATO PRESSO LA FACOLTÀ DI INGEGNERIA. SI CONSULTI IL SITO DI FACOLTÀ (HTTP://WWW.INGEGNERIA.UNISA.IT/) PER L’INDICAZIONE DELL’ORARIO E DELLE AULE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-05-14]