PRESENTAZIONE

La Teoria dello Sviluppo dei Processi Chimici Industriali concerne l'applicazione dello strumento matematico alla descrizione dei processi chimici industriali, con particolare riferimento alla simulazione ed all'ottimizzazione dei suddetti processi per una corretta progettazione degli impianti industriali chimici. Gli strumenti matematici si riferiscono all'impostazione delle equazioni ed alla loro risoluzione per via analitica o mediante metodi numerici.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The training objectives refer to the student's acquisition of mastery in the use of a mathematical tool applied to industrial chemical processes. In particular, the teaching aims at the formulation of the process model, the adoption of appropriate simplifying hypotheses, the analytical or numerical resolution of the model and the critical analysis of the model itself. At the end of the course, the student will be able to perform a rational statistical analysis of experimental data, to select the most appropriate algorithm for solving problems in industrial chemistry and to choose the best process optimisation strategy in order to match production targets with the criteria of eco-sustainability and environmental protection.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Gli obiettivi formativi si riferiscono all'acquisizione, da parte dello studente, della padronanza nell'uso dello strumento matematico applicato alla processistica chimica industriale. In particolare, l'insegnamento è mirato alla formulazione del modello matematico, all'adozione di opportune ipotesi semplificative, alla risoluzione analitica o numerica del modello ed all'analisi critica del modello stesso. Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di operare una razionale analisi statistica dei dati sperimentali, di identificare i relativi modelli, di selezionare la migliore strategia di ottimizzazione di processo e di scegliere l'algoritmo piu' opportuno per la risoluzione di problemi inerenti la chimica industriale.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento prevede lezioni frontali ed esercitazioni svolte dal docente durante le lezioni frontali.

Sono forniti i files *.pdf contenenti gli argomenti trattati e gli esercizi svolti durante le lezioni frontali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Parte 1

Introduzione all'algebra delle variabili stocastiche. Misure di tendenza centrale e di dispersione. Applicazioni alle operazioni unitarie dei processi chimici industriali.

Funzioni di distribuzione dei tempi di permanenza per sistemi reagenti e non reagenti. Reattori ideali e scostamenti dall'idealità in reattori chimici reali. Scelta delle opportune tipologie e configurazioni di reattori nella processistica chimica.

Introduzione alle grandezze campionarie. Analisi statistica dei dati. Test delle ipotesi per il controllo di qualità di un prodotto chimico e per l'analisi dei dati di inquinamnto ambientale.. Test bilaterali e unilaterali.

Parte 2

Introduzione all’algebra matriciale: operazioni tra vettori e matrici, determinante di una matrice, matrice inversa, soluzione di un sistema d’equazioni lineari.

Tecniche di fittaggio dei dati sperimentali con modelli lineari e non lineari. Metodo dei minimi quadrati.

Ricerca dei punti singolari di una funzione obiettivo nell'ottimizzazione tecnico-economica di un processo chimico industriale.

Metodi numerici per la risoluzione di equazioni algebriche. Applicazione agli equilibri chimici.

Discretizzazioni degli operatori derivativi e introduzione ai metodi alle differenze finite nella risoluzione di equazioni differenziali ordinarie al valore iniziale. Applicazione ai processi di diffusione.

Introduzione al concetto di scale-up. Applicazione dello scale-up ai miscelatori ed allo scambio termico in processi continui e discontinui.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Materiale didattico  distribuito via Aula Web

R. Bird, “Transport Phenomena”, John Wiley & Sons

N. Piskunov, “Calcolo Differenziale e Integrale”, vol. 1 e 2, Editori Riuniti

D.Himmelblau, “Process Analysis by Statistical Methods”, John Wiley & Sons

Scheid, “Analisi numerica”, Schaum

D.Himmelblau, “Applied Nonlinear Programming”, Glen Head NY

R. Felder, “Elementary Principles of Chemical Processes”, John Wiley & Sons

Materiale suppletivo è fornito a richiesta a studenti lavoratori, o a studenti con DSA, per venire incontro ad esigenze specifiche.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ANDREA REVERBERI (Presidente)

ALBERTO SERVIDA

MARCO VOCCIANTE (Presidente Supplente)

ANTONIO COMITE (Supplente)

PAOLO MORETTI (Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Le lezioni del secondo semestre avranno inizio a partire dal 24/02/2025 e termineranno il 13/06/2025, con le interruzioni previste dal calendario accademico.

Link al manifesto:

https://servizionline.unige.it/unige/stampa_manifesto/MF/2024/11767.html

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una sessione orale, che comprende tre quesiti. Il primo di essi concerne tematiche riguardanti la Teoria della Statistica Applicata, mentre i successivi si riferiscono alla Teoria della Stima, all'ottimizzazione di processo ed ai metodi matematici per la risoluzione di problemi riguardanti tali discipline.

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

In casi di emergenza e solo in seguito a specifiche disposizioni emanate espressamente dall'Ateneo di Genova, le modalità  di svolgimento degli esami di profitto potranno essere modificate fino a prevedere la possibilità  di sostenere la prova on line.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale verterà sugli argomenti trattati durante le lezioni frontali e avrà lo scopo di valutare non soltanto se lo studente ha raggiunto un livello adeguato di conoscenze, ma se ha acquisito la capacità di analizzare criticamente i problemi che verranno posti nel corso dell'esame. In particolare, verrà valutata la capacità di operare una razionale analisi statistica dei dati sperimentali, di identificare i relativi modelli, di selezionare la migliore strategia di ottimizzazione di processo e di scegliere l'algoritmo piu' opportuno per la risoluzione di problemi inerenti la chimica industriale.

I parametri di valutazione riguarderanno la pertinenza delle risposte, la qualità dell’esposizione, la consequenzialità dello schema logico d’esposizione e la capacità di ragionamento critico.

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