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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

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)

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