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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
CHIMICA INDUSTRIALE
Insegnamento
PROCESSI E IMPIANTI INDUSTRIALI CHIMICI 2
SC02106761, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
CHIMICA INDUSTRIALE
SC1170, ordinamento 2015/16, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese PROCESSES AND PLANTS IN INDUSTRIAL CHEMISTRY 2
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Scienze Chimiche
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile MASSIMILIANO BAROLO ING-IND/25

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-IND/25 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2015

Syllabus
Prerequisiti: Equilibri di fase (liquido-vapore); bilanci macroscopici di materia e di energia; apparecchiature per il trasporto dei fluidi e per lo scambio termico; elementi di impiantistica di processo.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Gli studenti e le studentesse apprenderanno i principi di funzionamento delle principali operazioni di separazione in fase fluida, e le metodologie per la determinazione della dimensione di massima delle relative apparecchiature. Al termine dell’insegnamento, gli studenti e le studentesse saranno in grado di:
• comprendere in che modo l’equilibrio liquido-vapore influenzi la capacità di separare tra loro le specie di una miscela;
• comprendere i principi di funzionamento di camere di flash, colonne di distillazione, di assorbimento e di stripping;
• comprendere le relazioni esistenti tra costi di impianto e costi di esercizio nelle operazioni di separazione;
• dimensionare in modo approssimato serbatoi di flash, colonne di distillazione, di assorbimento e di stripping, a piatti e a corpi di riempimento;
• valutare i consumi energetici negli impianti di separazione;
• impiegare un simulatore di processo per lo studio di operazioni elementari di separazione di fase.
Modalita' di esame: L’esame prevede due attività obbligatorie e sequenziali: homework obbligatori durante l’erogazione dell'insegnamento e prova scritta finale. Due degli homework sono individuali, mentre il terzo è un lavoro di gruppo da completare in 24 ore. Gli homework contribuiscono al voto finale per circa il 15%, la prova scritta finale per il restante 85%. La prova scritta prevede tipicamente tre domande su argomenti dell’intero programma dell’insegnamento e dura circa un’ora; non è consentito l’uso di libri di testo, appunti o strumenti di calcolo.
Criteri di valutazione: HOMEWORK
• correttezza della soluzione finale
• chiarezza e sintesi nella presentazione dei risultati
• appropriatezza d’uso della terminologia tecnica
PROVA SCRITTA
• conoscenza e comprensione dei contenuti dell’insegnamento
• capacità di fornire informazioni quantitative (piuttosto che meramente qualitative) sui fenomeni legati alle operazioni industriali di separazione, e sulle relative apparecchiature
• capacità di presentare gli argomenti in modo chiaro e sintetico, e con uso appropriato della terminologia tecnica
Per valorizzare la regolarità negli studi, viene attribuito un incremento del punteggio finale a coloro che sostengono una sola volta l’esame, superandolo al termine del semestre di erogazione dell’insegnamento.
Contenuti: TECNICHE INDUSTRIALI PER LA SEPARAZIONE DI FASE.
RICHIAMI SUGLI EQUILIBRI LIQUIDO-VAPORE. Diagrammi di fase; predizione dell’equilibrio: fugacità, attività e modelli per il loro calcolo.
PROCESSI SEMPLICI DI VAPORIZZAZIONE E CONDENSAZIONE. Volatilità relativa; vaporizzazione parziale all’equilibrio (flash); gradi di libertà; stadio ideale di separazione; dimensionamento di una camera di flash; vaporizzazione differenziale (distillazione semplice); curve di distillazione; serie di vaporizzazioni e condensazioni parziali.
SEPARAZIONI PER DISTILLAZIONE CONTINUA. Colonne a semplice arricchimento: riflusso totale, riflusso minimo, pinch point, costruzione di McCabe-Thiele, numero di stadi teorici; colonne a semplice esaurimento; colonne complete: traffico interno di materia, riflusso minimo e riflusso totale, punto di alimentazione ottimale, rapporto di riflusso ottimale, pressione ottimale di esercizio; gradi di libertà di una colonna di distillazione; problemi di dimensionamento e problemi di verifica.
SEPARAZIONI PER DISTILLAZIONE DISCONTINUA. Esercizio di una colonna batch; operazioni a riflusso costante, a riflusso variabile, a riflusso totale; separazione di miscele a molti componenti.
SEPARAZIONI IN CORRENTE DI VAPOR D’ACQUA. Distillazione con iniezione diretta di vapore. Purificazione di sostanze termosensibili da impurezze non volatili: previsione del consumo di vapore. Stripping con vapore: portate di inerte e rapporti molari; operazione discontinua, continua monostadio e continua multistadio, consumo minimo di vapore.
SEPARAZIONI PER ASSORBIMENTO. Equilibrio liquido-gas; determinazione del numero di stadi teorici e del consumo di liquido; assorbimento in condizioni diluite.
DISPOSITIVI PER IL CONTATTAMENTO DELLE FASI LIQUIDA E VAPORE. Colonne a piatti: piatti forati, a valvole, a campanelle; efficienza totale e sua valutazione; limiti di operabilità di un piatto; calcolo del diametro. Colonne a corpi di riempimento: riempimenti random e strutturati; altezza equivalente a un piatto teorico e sua determinazione; limiti di operabilità di una colonna riempita; calcolo del diametro.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni d’aula (inclusive di brevi attività di gruppo), risoluzione di esercizi, discussione di case studies, sessioni di domanda-e-risposta, lezioni interattive in aula di calcolo, “flipped classes”. Tutte le lezioni d’aula vengono registrate e rese disponibili tramite piattaforma Moodle. Tra le attività di apprendimento è inclusa anche la valutazione tra pari di due homework.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Copia digitale delle diapositive presentate a lezione sarà resa disponibile sulla piattaforma Moodle.
Il testo di riferimento (Guarise, 2000) è indicato nel box successivo. Anche la consultazione dei seguenti ulteriori testi può risultare utile.
Barolo, M e G. B. Guarise (2006). Esercizi di Impianti chimici – Distillazione, assorbimento, estrazione liquido-liquido. CLEUP (Padova)
Wankat, P. C. (2012). Separation process engineering (3rd ed.). Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ (U.S.A.)
Testi di riferimento:
  • Guarise, G.B., Lezioni di Impianti chimici – Distillazione, assorbimento, estrazione liquido-liquido.. Padova: CLEUP, 2000. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Case study
  • Interactive lecturing
  • Working in group
  • Questioning
  • Problem solving
  • Flipped classroom
  • Peer assessment
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Kaltura (ripresa del desktop, caricamento di files su MyMedia Unipd)
  • PRO/II Process Simulation Software

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Industria, innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili