OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento fornirà le conoscenze di base necessarie per la comprensione del funzionamento delle principali apparecchiature di separazione (umidificazione, assorbimento, essicamento, distillazione, ecc.) e di reazione (reattori per la conduzione di reazioni chimiche omogenee, catalitiche - omogenee ed eterogenee).

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Nozioni di base necessarie per l’analisi dei sistemi tramite la formulazione di equazioni di conservazione della materia e dell’energia. Conoscenze di base per la progettazione di massima delle principali apparecchiature (a contatto continuo e discontinuo) utilizzate nelle separazioni fisiche (assorbimeto, distillazione, umidificazione, essicamento, concentrazione per evaporazione). Principi fondamentali dell’operazione di separazione per estrazione liquido-liquido. Elementi di cinetica delle reazioni chimiche; nozioni di base per la progettazione di massima dei reattori a completo mescolamento (CSTR) e a flusso a pistone (PFR).

Lo studente alla fine dell'insegnamento avrà acquisito le conoscenze che consento di effettuare una progettazione di massima delle principali apparecchiature dell’industria chimica In particolare, lo studente sarà in grado di:

1. conoscere i principi dei fenomeni di trasporto di massa tra fasi fluide eterogenee
2. conoscere i principi di funzionamento delle principali operazioni unitarie dell’industria chimica di processo (assorbimento, distillazione, umidificazione, essicamento …)
3. applicare le conoscenze acquisite per: a) dimensionare le apparecchiature più importanti, b) effettuare analisi di troubleshouting

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è erogato tramite lezioni frontali; verranno svolte alcune esercitazioni numeriche in classe. 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 distribuito dal docente sarà reso disponibile su AulaWeb.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Strumenti e metodologie per l’analisi di processo. Generalità sui fenomeni di trasporto di materia evidenziando il loro ruolo chiave nel comportamento delle più comuni operazioni unitarie. Concetti di base per la comprensione e la descrizione dei fenomeni che regolano le principali operazioni unitarie di separazione fisica (assorbimento, umidificazione, distillazione). Cenni sulle operazioni di separazione per concentrazione (per evaporazione). Di ogni operazione unitaria si introdurranno le variabili di processo più importanti evidenziandone il ruolo nell'influenzare le prestazioni dell'apparecchiatura.

Concetti di base per la comprensione dei fenomeni che regolano il comportamento dei reattori ideali. Elementi di cinetica chimica applicata ai reattori: condizioni micro e macrocinetiche, reazioni in serie e in parallelo, reazioni autocatalitiche. Tipologie di reattori ideali isotermi: discontinui, a completo mescolamento (CSTR) e a flusso a pistone (PFR). Confronto delle prestazioni e linee guida per la scelta del reattore ottimale.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Libri di testo:

W.L. McCabe, J.C. Smith, and P. Harriot, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th edition, McGraw-Hill (2005). In alternativa: Treybal, R.E., "Mass-Transfer Operations", 3-rd edition, McGraw-Hill Book Co., 1980 (International Edition, softcover)

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

G. Cornetti, Macchine idrauliche, Il Capitello (1994).

Testi di consultazione

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

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

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