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Insegnamento
PROCESSI E IMPIANTI INDUSTRIALI CHIMICI 2
SC02106761, A.A. 2019/20
Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20
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 |
Inizio attività didattiche |
02/03/2020 |
Fine attività didattiche |
12/06/2020 |
Visualizza il calendario delle lezioni |
Lezioni 2019/20 Ord.2015
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Commissioni d'esame
Commissione |
Dal |
Al |
Membri |
1 a.a. 2018/19 |
20/01/2015 |
30/11/2019 |
BAROLO
MASSIMILIANO
(Presidente)
BERTUCCO
ALBERTO
(Membro Effettivo)
BEZZO
FABRIZIO
(Membro Effettivo)
MASCHIO
GIUSEPPE
(Membro Effettivo)
SANTOMASO
ANDREA CLAUDIO
(Membro Effettivo)
SPILIMBERGO
SARA
(Membro Effettivo)
VIANELLO
CHIARA
(Membro Effettivo)
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Prerequisiti:
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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:
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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:
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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:
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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:
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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:
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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:
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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: |
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Guarise, G.B., Lezioni di Impianti chimici – Distillazione, assorbimento, estrazione liquido-liquido.. Padova: CLEUP, 2000.
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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
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