PRESENTAZIONE

Lo sviluppo dei processi chimici è caratterizzato dall'approccio sistemistico allo studio dei processi e dei fenomeni chimici e fisici coinvolti. Tale approccio è finalizzato alla ottimizzazione, al controllo ed alla conduzione delle apparecchiature e dei processi industriali attraverso lo sviluppo e l'applicazione di metodi per l'analisi, la modellistica, l'identificazione e la simulazione di sistemi dell'industria di processo.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Si prefigge lo sviluppo di metodologie che consentano di individuare il migliore schema di processo chimico selezionando le unità di processo e le loro interconnessioni nonché le condizioni ottimali di progetto.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell’insegnamento, attraverso la frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali ed esercitazioni) e lo studio, gli studenti acquisiscono le competenze e gli strumenti per:

• Comprendere i passaggi chiave nello sviluppo di un processo
• Applicare con competenza i principi base dell’ottimizzazione
• Progettare e valutare le prestazioni e la sostenibilità di un impianto di processo utilizzando strumenti di ottimizzazione e ottimizzazione
• Lavorare in gruppo come membro di un team di progetto sviluppando autonomia di giudizio, capacità di apprendimento e abilità comunicative presentando un caso studio industriale

PREREQUISITI

Per un proficuo apprendimento sono richieste conoscenze base di matematica, chimica e fisica, ma non è prevista alcuna propedeuticità formale.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento prevede lezioni frontali, esercitazioni, visite didattiche, uso di software di simulazione

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Sviluppo di Processo: Aspetti concettuali dello sviluppo di un processo. Diagrammi di flusso. La sostenibilità nell’industria chimica e di processo, inclusi gli aspetti economici e sociali
• Modellizzazione e simulazione: Concetti base della modellizzazione e della simulazione dei processi. Principi dei sistemi e dei processi di misura
• Ottimizzazione di processo: Principi base dell’ottimizzazione. Presentazione di casi studi industriali
• Casi Studio: Casi studio di simulazione ed ottimizzazione di processo e uso di software commerciale
• Progetti di Gruppo: Gruppi di studenti presentano un caso studio di sviluppo di processo industriale. Ciascun gruppo deve presentare i risultati e le conclusioni a vari livelli di sviluppo di processo e produrre un report finale dimostrando autonomia di giudizio e abilità comunicative.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico e le esercitazioni saranno disponibili su Aulaweb.

I seguenti testi e norme sono utili per l’approfondimento dei temi trattati.

1. James M. Douglas. Conceptual Design of Chemical Processes. McGraw-Hill Book Company
2. Gerardo Ruiz Mercado, Heriberto Cabezas. Sustainability in the Design, Synthesis and Analysis of Chemical Engineering Processes. Butterworth-Heinemann, 2016
3. MEASURING MATERIAL FLOWS AND RESOURCE PRODUCTIVITY Volume I. The OECD Guide
4. ISO Standards 14040-14044 (2006)

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ADRIANA DEL BORGHI (Presidente)

PAOLA COSTAMAGNA

MICHELA GALLO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

settembre 2018

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste in un progetto ed in un esame orale. In particolare il progetto è costituito dalla realizzazione e nella presentazione di un elaborato incentrato sull’analisi e l’ottimizzazione di un processo industriale scelto dallo studente sulla base delle indicazioni del docente. Per accedere alla prova orale gli studenti dovranno aver superato la prova scritta con un voto minimo di 18/30 e il voto conseguito nel presente insegnamento sarà la media tra prova scritta e orale.

Saranno disponibili 3 appelli di esame per la sessione ‘invernale’ (gennaio, febbraio e durante la pausa didattica prevista dalla Scuola Politenica a Pasqua) e 4 appelli per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre e durante la pausa autunnale prevista dalla Scuola Politecnica). Non verranno concessi appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati dalla Scuola Politecnica, fatta eccezione per gli studenti che non abbiano inserito nel piano di studi attività formative nell’anno accademico in corso.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I risultati di apprendimento acquisiti dallo studente sono accertati mediante la presentazione di un progetto ed un esame orale.

Il progetto è costituito dalle seguenti fasi:

1. Scegliere un processo/impianto/filiera tra i seguenti: processi tradizionali (acciaierie, raffinerie, vetrerie, cementerie, trattamento rifiuti), processi innovativi (fotovoltaico, fuel cell, bioplastiche, biocombustibili, economia circolare)
2. Studiarlo con tutti gli strumenti a disposizione (MFA, LCA, ETS, EC, process design) reperendo dati da letteratura scientifica, pubblicazioni, report pubblici ed utilizzando strumenti informatici e di modellazione
3. Identificare attraverso gli strumenti di cui al punto 2. uno o più aspetti (sostanze, materiali, emissioni, rifiuti) critici dal punto di vista ambientale, della sicurezza, dei costi, del processo a livello di impianto/filiera/stock/globale
4. Proporre una o più alternative impiantistiche/di processo/di filiera e studiare i miglioramenti ottenuti con gli strumenti a disposizione
5. Predisporre un report che illustri: caso studio, metodologia e risultati
6. Preparare una presentazione
7. Sostenere una discussione in classe

I criteri e punteggi per la valutazione del progetto sono i seguenti:

1. Rigore tecnico/scientifico del progetto: 20/30
2. Caratteristiche di innovazione e attualità: 3/30
3. Comprensione/contributo personale al tema trattato: 5/30
4. Qualità del report: 2/30

Per un massimo di 30/30.

L’esame orale prevede domande riguardanti principalmente lo sviluppo e la modellizzazione di un processo. L’esame si prefigge di accertare la capacità di applicare l’apprendimento a casi specifici e analizzare criticamente i problemi con un approccio omnicomprensivo ed olistica. Verrà inoltre valutata la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto della terminologia tecnica e la capacità di ragionamento critico.

Calendario appelli