OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’obiettivo di questo insegnamento è quello di fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti di analisi dei fenomeni elementari che governano le operazioni unitarie dell’industria chimica di processo. In particolare, si approfondiranno le conoscenze:

• la descrizione microscopica dei fenomeni di trasporto di massa, energia e di quantità di moto;
• dei fenomeni di miscelamento;
• dei fenomeni di trasporto in matrici porose;
• dei principi di funzionamento di alcune operazioni unitarie meno comuni: adsorbimento (cromatografia industriale) e miscelamento in sistemi agitati;

Al termine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di:

• formulare modelli concettuali che descrivono la fenomenologia dei processi chimico-fisici di interesse;
• formulare le equazioni di continuità (massa ed energia) in sistemi a parametri distribuiti;
• governare il processo di scale-up dalla scala di laboratorio alla scala industriale;
• formulare le equazioni di progetto per il dimensionamento di massima delle apparecchiature utilizzate nelle separazioni fisiche;
• selezionare le operazioni unitarie più adeguate per la specifica applicazione;
• acquisire la capacità di esprimersi con una terminologia tecnica adeguata.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è erogato tramite lezioni frontali per un totale di 40 ore (equivalenti ai 5 CFU).

Durante l’anno saranno assegnati dei compitini da risolvere a casa che aiuteranno gli studenti ad acquisire i concetti trattati a lezione.

Il materiale didattico di supporto alla preparazione dell’esame sarà reso disponibile all’istanza di AulaWeb dedicata all’insegnamento.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Approfondimento dei fenomeni di trasporto; analisi critica delle correlazioni disponibili per la stima dei coefficienti trasporto – materiale e termico – in sistemi a due fasi (gas-liquido e gas-solido) e a tre fasi (gas-liquido-solido). Modello di diffusione di Stefan Maxwell; modelli di trasporto in matrici porose.
• Operazioni unitarie tradizionali: soluzione rigorosa di una colonna di distillazione binaria (metodo Ponchon-Savarit); equazione cinetica di progetto per le apparecchiature a contatto continuo – colonne a letto impaccato -.
• Sistemi di agitazione: introduzione alla selezione e alla progettazione dei sistemi di agitazione.
• Processi di adsorbimento: introduzione al processo di adsorbimento in letti impaccati; introduzione alle teorie lineari e non-lineari dei processi di adsorbimento; separazioni a letto mobile e a letto mobile simulato; processi a scambio ionico.
• Problematiche relative allo scale-up: similitudini, concetti di regime di funzionamento, ricerca alla scala di laboratorio, di impianto pilota e di unità dimostrativa.

Argomenti opzionali

• Introduzione alle problematiche del controllo e del monitoraggio di processo.
• Introduzione ai concetti di analisi del rischio (Process Safety).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti forniti dal docente e utilizzati per le lezioni.

 Libri di testo

W.L. McCabe, J.C. Smith, and P. Harriot, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th edition, McGraw-Hill (2005).

H.S. Fogler, Elements of Chemical reaction Engineering, 4th edition, Prentice Hall (2006).

R.E. Treybal, Mass-Transfer Operations, 3-rd edition, McGraw-Hill Book Co., 1980 (International Edition, softcover) (alternativo al McCabe)

Testi di consultazione:

R.B. Bird, W.E. Stewart, and E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd edition, John Wiley (2007)

R.E. Cunningham and R.J.J. Williams, Diffusion in Gases and Porous Media, Springer Science + Business Media New York (1980)

P.C. Wankat, Rate-Controlled Separations, Elsevier Applied Science (1990).

Materiali aggiuntivi per studenti lavoratori o studenti con specifiche disabilità di apprendimento sono disponibili su richiesta.

N.B.: le copie dei lucidi delle lezioni non sono sufficienti per una buona preparazione dell’esame, si suggerisce caldamente di utilizzare i libri di testo e quelli di consultazione.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ORIETTA MONTICELLI (Presidente)

ALBERTO SERVIDA (Presidente)

CAMILLA COSTA

PAOLA COSTAMAGNA

MARCELLO PAGLIERO

ANTONIO COMITE (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Questo insegnamento è offerto al primo semestre. L'inizio delle lezioni è gestito secondo il Manifesto (disponibile su https://corsi.unige.it/corsi/11767/). Una comunicazione specifica verrà inviata agli studenti registrati.

L’orario delle lezioni è disponibile su https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

UNIT OPERATIONS, REACTOR ENGINEERING AND CHEMICAL TECHNOLOGIES MOD.1

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Esame solo orale. L’ammissione all’orale è subordinata alla consegna del progetto assegnato nel corso dell’anno. Il progetto consiste nel dimensionamento di una apparecchiatura per una separazione fisica (assorbimento, distillazione o torre di raffreddamento di acqua, Water Tower Cooling) o di un reattore catalitico eterogeneo isotermo.

L’esame orale consiste in tre domande: a) discussione del progetto, b) due domande sui temi trattati durante le lezioni.

L’iscrizione deve essere fatta registrandosi on-line e inviando una e-mail ai docenti dell’insegnamento entro 7 giorni dalla data dell’appello.

La registrazione on-line all’esame può essere fatta dalla pagina web: https://servizionline.unige.it/studenti/esami/prenotazione.

Per gli studenti con disabilità o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni.

Solo in casi urgenti l'esame può essere svolto in modalità telematica, in conformità con le normative emanate dall'Università.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La Commissione è costituita da almeno due componenti di cui uno è A. Servida. L’esame orale ha una durata di almeno 30 min. Con queste modalità, la Commissione è in grado di verificare il conseguimento delle conoscenze:

• dei fenomeni di miscelamento in sistemi agitati;
• dei fenomeni di trasporto in matrici porose;
• dei principi di funzionamento di alcune operazioni unitarie meno comuni: adsorbimento (cromatografia industriale);

Nel caso in cui queste conoscenze non fossero acquisite, lo studente è invitato ad approfondire lo studio richiedendo anche eventuali spiegazioni aggiuntive ai docenti responsabili.

La valutazione complessiva tiene conto anche delle capacità di applicare le conoscenze teoriche nel risolvere problemi di interesse industriale.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: SUSTAINABLE POLYMER AND PROCESS CHEMISTRY 11767 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe.

Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

•            la denominazione dell’insegnamento

•            la data dell'appello

•            il cognome, nome e numero di matricola dello studente

•            gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti.

Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche.

Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici