Giuseppina IERVOLINO | PROCESSI SOSTENIBILI DELLA CHIMICA INDUSTRIALE
Giuseppina IERVOLINO PROCESSI SOSTENIBILI DELLA CHIMICA INDUSTRIALE
cod. 0622200022
PROCESSI SOSTENIBILI DELLA CHIMICA INDUSTRIALE
0622200022 | |
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE | |
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE | |
INGEGNERIA CHIMICA | |
2019/2020 |
OBBLIGATORIO | |
ANNO CORSO 1 | |
ANNO ORDINAMENTO 2019 | |
SECONDO SEMESTRE |
SSD | CFU | ORE | ATTIVITÀ | ||
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PROCESSI DELL'INDUSTRIA PETROLCHIMICA | |||||
ING-IND/27 | 6 | 60 | LEZIONE | ||
PROCESSI E TECNOLOGIE CHIMICHE DA FONTI RINNOVABILI | |||||
ING-IND/27 | 6 | 60 | LEZIONE |
Obiettivi | |
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CONOSCENZA E COMPRENSIONE:GLI INSEGNAMENTI MIRANO A FORNIRE AGLI ALLIEVI LA METODOLOGIA PER LA PROGETTAZIONE, L’ANALISI E LO SVILUPPO DEI PROCESSI DELLA CHIMICA INDUSTRIALE ORGANICA. IL CORSO FORNISCE ANCHE LE METODOLOGIE NECESSARIE PER LA COMPRENSIONE DEI PROCESSI BASATI SULLE NANOTECNOLOGIE, CON ATTENZIONE AGLI ASPETTI DELLA SICUREZZA. PARTENDO DALLA DEFINIZIONE DI NANOSCALA INTRODUCE GLI ALLIEVI AL CONCETTO DI NANOTECNOLOGIA CHE PERMETTE IL CONTROLLO DELLA MATERIA SU SCALA NANOMETRICA. L’OBIETTIVO È QUELLO DI FORNIRE LA METODOLOGIA PER LA PROGETTAZIONE, L’ANALISI E LO SVILUPPO DEI PROCESSI BASATI SULLE NANOTECNOLOGIE. CONOSCENZA E COMPRENSIONE DI PROCESSI CHIMICI BASATI SU FONTI RINNOVABILI CON GLI STRUMENTI DELL’INGEGNERIA CHIMICA.CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - ANALISI INGEGNERISTICA:CONOSCENZA DEI PROCESSI DI PRODUZIONE E TRASFORMAZIONE DI PRODOTTI ORGANICI E CAPACITÀ DI UTILIZZARE METODI E STRUMENTI PER LA LORO OTTIMIZZAZIONE E PROGETTAZIONE. IL CORSO MIRA AD INTRODURRE GLI ALLIEVI ALLA COMPRENSIONE DEI PROCESSI BASATI SULLE NANOTECNOLOGIE FORNENDO ANCHE METODOLOGIE DI CONTROLLO DELLA SICUREZZA. SAPER INDIVIDUARE LE METODOLOGIE PIÙ APPROPRIATE PER ANALIZZARE ED OTTIMIZZARE I PROCESSI DI PRODUZIONE E TRASFORMAZIONE DI BIOMASSE IN RELAZIONE AD ASPETTI ENERGETICI ED AMBIENTALI. SAPER INDIVIDUARE I CRITERI PER L'INTENSIFICAZIONE DI PROCESSI CHIMICI TRADIZIONALI.CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE – PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA: PROGETTARE PROCESSI DI SINTESI DI COMPOSTI ORGANICI. PROGETTARE PROCESSI DI SINTESI DI NANOMATERIALI ATTRAVERSO APPROCCI “BOTTOM UP” E “TOP DOWN”, CON ATTENZIONE AGLI ASPETTI DI GESTIONE E SICUREZZA. SAPER PROGETTARE PROCESSI ALTERNATIVI DI PRODUZIONE DI COMPOSTI ORGANICI E/O UTILIZZANTI FONTI ALTERNATIVE A QUELLE CONVENZIONALI.AUTONOMIA DI GIUDIZIO – PRATICA INGEGNERISTICA:SAPER INDIVIDUARE LE METODOLOGIE PIÙ APPROPRIATE PER ANALIZZARE ED OTTIMIZZARE I PROCESSI DELLA CHIMICA ORGANICA. SAPER INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER LA PROGETTAZIONE E L’OTTIMIZZAZIONE DI UN PROCESSO PER L’OTTENIMENTO DI NANOMATERIALI E LA REALIZZAZIONE DI UN DISPOSITIVO BASATO SU DI ESSI. AUTONOMIA DI GIUDIZIO RISPETTO ALLE POSSIBILITÀ DI SUCCESSO DI UN DETERMINATO PROCESSO A PARTIRE DA FONTI RINNOVABILI.CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI APPRENDERE:SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO ANCHE MATERIALE DIDATTICO DIVERSO DA QUELLO PROPOSTO.CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI INDAGINE:CAPACITÀ DI ACQUISIRE NUOVI CONCETTI PER INTERFACCIARSI PROFICUAMENTE CON GLI AMBIENTI OPERATIVI INDUSTRIALI. SAPER APPLICARE LE COMPETENZE ACQUISITE A PROCESSI ANCHE DIVERSI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO. SAPER INDIVIDUARE LE METODOLOGIE PIÙ IDONEE PER L'IDENTIFICAZIONE DI PUNTI CRITICI DEI PROCESSI DI PRODUZIONE E TRASFORMAZIONE DI BIOMASSE PROPONENDO SOLUZIONI EFFICACI PER IL MIGLIORAMENTO E L'INTENSIFICAZIONE DEL PROCESSO STESSO. |
Prerequisiti | |
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PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE PROVENIENTI DAGLI ESAMI DI: PRINCIPI DI INGEGNERIA CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE. |
Contenuti | |
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IL CORSO DI INSEGNAMENTO DI PROCESSI CHIMICI PER LE NANOTECNOLOGIE È INTEGRATO DA DUE MODULI: MODULO 1 (PROCESSI DELL'INDUSTRIA PETROLCHIMICA) E MODULO 2 (NANOTECNOLOGIE: PROCESSI E SICUREZZA) CIASCUNO DI QUALI OCCUPA 60 ORE (6CFU) TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI IN AULA ED IN LABORATORIO. IL CORSO DI INSEGNAMENTO DI PROCESSI SOSTENIBILI DELLA CHIMICA INDUSTRIALE È INTEGRATO DA DUE MODULI: MODULO 1 (PROCESSI DELL'INDUSTRIA PETROLCHIMICA) E MODULO 2 (PROCESSI E TECNOLOGIE CHIMICHE DA FONTI RINNOVABILI ) CIASCUNO DI QUALI OCCUPA 60 ORE (6CFU) TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI IN AULA ED IN LABORATORIO. GLI ARGOMENTI DEL MODULO 1 (COMUNE AD ENTRAMBI I CORSI) SONO: 1)INTRODUZIONE AL CORSO. L’INDUSTRIA CHIMICA. PROCESSI DI RAFFINERIA. DATI STATISTICI SULL'INDUSTRIA CHIMICA. LE OPERAZIONI E I PROCESSI DELLA RAFFINERIA (2H TEORIA). 2)PRODUZIONE DI OLEFINE LEGGERE (10H TEORIA). 3)PROCESSI FISCHER/TROPSCH (5H TEORIA) 4)PRODUZIONE DI METANOLO (6H TEORIA). 5)PROCESSI DI ALCHILAZIONE (FENOLO, ETILBENZENE/STIRENE) (4H TEORIA). 6)PROCESSI DI OSSIDAZIONE SELETTIVA (FORMALDEIDE, OSSIDO DI ETILENE, ANIDRIDE MALEICA) (3H TEORIA). 7)PRODUZIONE DI ACIDO ACETICO (4H TEORIA). 8)MATERIALI DI COSTRUZIONE, UTILITY E COSTI CAPITALI NELLA CONDUZIONE DI PROCESSI CHIMICI INDUSTRIALI (3H TEORIA 3H ESERCITAZIONE). 9)PROCESSI DI ISOMERIZZAZIONE (4H TEORIA). 10)ALDEIDI, ALCOLI, ACIDO TEREFTALICO (6H TEORIA). 11)PROCESSI DI POLIMERIZZAZIONE (POLIETILENE E POLIPROPILENE) (5H TEORIA). 12)ASPETTI DI SICUREZZA NELLA PRODUZIONE DI CHEMICALS. NORMATIVA REACH (5H TEORIA). GLI ARGOMENTI DEL MODULO 2 (NANOTECNOLOGIE: PROCESSI E SICUREZZA) SONO: 1)INTRODUZIONE ALLA NANOSCIENZA E ALLE NANOTECNOLOGIE (6 H TEORIA). 2)PROCESSI DI SINTESI DI NANOMATERIALI. APPROCCIO BOTTOM-UP E TOP-DOWN (2 H TEORIA ). DEPOSIZIONE DA FASE VAPORE (1 H TEORIA). PRODUZIONE IN AEROSOL (1 H TEORIA). PROCESSI COLLOIDALI O DI AUTOASSEMBLAGGIO (4H TEORIA 3H LABORATORIO). LA PRODUZIONE DI NANOCARBONI (7H TEORIA 3H ESERCITAZIONE); DI NANOFOGLIETTI (6H TEORIA 3H LABORATORIO); DI NANOPARTICELLE (4H TEORIA). 3) DISPOSITIVI BASATI SU NANO MATERIALI O CONTENENTI NANOADDITIVI. PRODUZIONE ED ASPETTI ECONOMICI DELL’INDUSTRIA ITALIANA E MONDIALE. I PROCESSI DI PIROLISI E GASSIFICAZIONE (6H TEORIA). 4) I NANOMATERIALI PER L’ENERGIA, L’AMBIENTE, IL BIOMEDICALE, L’ELETTRONICA. I SISTEMI DI ACCUMULO. LA PRODUZIONE DI IDROGENO DALL’ACQUA, DI SYNGAS DA CO2 ED ACQUA. I RICICLO VERSO LA PRODUZIONE DI BIOLUBRIFICANTI E CARBURANTI (10H TEORIA. 5H ESERCITAZIONE). 5) L'ESPOSIZIONE A NANOMATERIALI INGEGNERIZZATI E GLI EFFETTI SULLA SALUTE E SICUREZZA NEI LUOGHI DI LAVORO: IL REACH (2H TEORIA). GLI ARGOMENTI DELL MODULO 2 (PROCESSI E TECNOLOGIE CHIMICHE DA FONTI RINNOVABILI)SONO: 1) INTRODUZIONE ALLA "SOSTENIBILITÀ" E AI CONCETTI DI SVILUPPO SOSTENIBILE. LE BIOMASSE COME MATERIE PRIME ALTERNATIVE SOSTENIBILI. IL CONCETTO DI BIORAFFINERIA (5 H TEORIA). 2) PROCESSI DI CONVERSIONE TERMICA DI BIOMASSE: COMBUSTIONE, PIROLISI, GASSIFICAZIONE (15 H TEORIA). 3) PROCESSI BIOLOGICI DI CONVERSIONE DI BIOMASSE PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS E BIOETANOLO. PURIFICAZIONE DEL BIOGAS. UTILIZZI DEL BIOETANOLO (10 H TEORIA). 4) LA PRODUZIONE DI BIODIESEL A PARTIRE DA BIOMASSE ED IMPIEGO DEL BIODIESEL (5 H TEORIA). 5) INTENSIFICAZIONE DI PROCESSI CHIMICI: REATTORI CATALITICI A MEMBRANA, CATALIZZATORI AD ALTA CONDUCIBILITÀ TERMICA (8 H TEORIA, 5 H ESERCITAZIONI IN LABORATORIO). 6) LE CELLE A COMBUSTIBILE PER LA GENERAZIONE DI ELETTRICITÀ (3 H TEORIA, 2 H ESERCITAZIONI IN LABORATORIO). 7) LA FOTOCATALISI ETEROGENEA COME ESEMPIO DI PROCESSO SOSTENIBILE (5 H TEORIA, 2 H ESERCITAZIONI IN LABORATORIO). |
Metodi Didattici | |
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L'INSEGNAMENTO DI PROCESSI CHIMICI PER LE NANOTECNOLOGIE PREVEDE 120 ORE DI DIDATTICA TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI E LABORATORIO (12 CFU). IN PARTICOLARE SONO PREVISTE 97 ORE DI LEZIONE IN AULA, 15 ORE DI ESERCITAZIONI E 8 ORE DI ATTIVITÀ DI LABORATORIO. LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO IN PARTICOLARE RIGUARDANO: PROCESSI DI SINTESI DI NANOMATERIALI, TECNICHE TOP DOWN E BOTTOM UP (PER ESEMPIO: GRAFENE ATTRAVERSO UN APPROCCIO TOP DOWN E NANOPARTICELLE DI OSSIDO DI ZINCO ATTRAVERSO UN APPROCCIO BOTTOM UP IN SOLVENTE ACQUOSO). STUDIO FISICO-CHIMICO DI NANOMATERIALI. ESPERIENZA IN APPLICAZIONI PER L’ENERGIA E L’AMBIENTE NELL’AMBITO DELLA CATALISI ELETTROCHIMICA. L’INSEGNAMENTO DI PROCESSI SOSTENIBILI DELLA CHIMICA INDUSTRIALE PREVEDE 120 ORE DI DIDATTICA TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI E LABORATORIO (12 CFU). IN PARTICOLARE SONO PREVISTE 96 ORE DI LEZIONE IN AULA, 15 ORE DI ESERCITAZIONI E 9 ORE DI ATTIVITÀ DI LABORATORIO. LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO IN PARTICOLARE RIGUARDANO: VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI REATTORI CATALITICI INNOVATIVI PER L'INTENSIFICAZIONE DI PROCESSO, MISURA DELLA CORRENTE ELETTRICA GENERATA DA UNA CELLA A COMBUSTIBILE, VALUTAZIONE DELL'ATTIVITÀ FOTOCATALITICA DI OSSIDI SEMICONDUTTORI. LA FREQUENZA AI CORSI DI INSEGNAMENTO È FORTEMENTE CONSIGLIATA. |
Verifica dell'apprendimento | |
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IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO DI PROCESSI CHIMICI PER LE NANOTECNOLOGIE È CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. L'ESAME FINALE PREVEDE UNA PROVA ORALE. CRITERIO DI VALUTAZIONE PER LA SOGLIA MINIMA: SUFFICIENTE CONOSCENZA DEI CRITERI GENERALI PER LA REALIZZAZIONE DEI PRINCIPALI PROCESSI PETROLCHIMICI E DI QUELLI REALIZZATI A PARTIRE BASATI SULLE NANOTECNOLOGIE. CRITERIO DI VALUTAZIONE PER L’ECCELLENZA: ESTREMA COMPETENZA DELL’ARGOMENTO, OTTIMA CAPACITÀ DI ESPRESSIONE E DI COMPRENSIONE DELLE METODOLOGIE ILLUSTRATE. IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO DI PROCESSI SOSTENIBILI DELLA CHIMICA INDUSTRIALE È CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. L'ESAME FINALE PREVEDE UNA PROVA ORALE. CRITERIO DI VALUTAZIONE PER LA SOGLIA MINIMA: SUFFICIENTE CONOSCENZA DEI CRITERI GENERALI PER LA REALIZZAZIONE DEI PRINCIPALI PROCESSI PETROLCHIMICI E DI QUELLI REALIZZATI A PARTIRE DA FONTI RINNOVABILI CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALL'INTENSIFICAZIONE DI PROCESSO. CRITERIO DI VALUTAZIONE PER L’ECCELLENZA: ESTREMA COMPETENZA DELL’ARGOMENTO, OTTIMA CAPACITÀ DI ESPRESSIONE E DI COMPRENSIONE DELLE METODOLOGIE ILLUSTRATE. |
Testi | |
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1) J.H. PERRY-CHEMICAL ENGINEERING’S HANDBOOK, MCGRAW HILL 2) FRITZ ULLMANN, MATTHIAS BOHNET-ULLMANN'S ENCYCLOPEDIA OF INDUSTRIAL CHEMISTRY, VOLS. 1 TO 39-WILEY-VCH (2005) 3) J. CLARK, F. DESWARTE "INTRODUCTION OF CHEMICALS FROM BIOMASS", WILEY 4) MATERIALE DIDATTICO RESO DISPONIBILE DURANTE IL CORSO. |
BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2021-02-19]