Indice degli argomenti

  • Ingegneria dei processi alimentari - Prof. Giuseppe Mazziotti Di Celso - a.a. 2015/2016


    OBIETTIVI DEL CORSO

    Il corso di ingegneria dei processi alimentari tratta i principi di base del bilancio di materia e di energia, quelli relativi allo scambio termico ed al trasferimento di materia e la loro applicazione ai macchinari di impianto, come pompe, compressori, scambiatori di calore con i relativi controlli. Vengono poi approfondite le operazioni unitarie caratteristiche dell’industria alimentare e gli schemi di processo innovativi per la produzione industriale di prodotti di interesse del campo agro-alimentare.

    Obiettivo del corso è quello di formare una figura professionale, che sia in grado di condurre autonomamente un impianto di trasformazione dell’industria alimentare e che abbia le nozioni e le competenze di base, tipiche dell’ingegneria di processo, per il dimensionamento di massima dell’impianto.

  • LE UNITA' DI MISURA

    1.1         Il Sistema Internazionale (SI)

    1.2         La forza

    1.2.1         Densità e volume specifico

    1.2.2         Pressione

    1.2.3         Lavoro ed energia

    1.2.4         Potenza

    1.3         Il Sistema Tecnico (ST)

    1.3.1         La massa

    1.3.2         Il peso specifico

    1.3.3         Pressione

    1.3.4         Lavoro, energia

    • BILANCI DI MATERIA E DI ENERGIA

      1.1         Bilanci di materia

      1.2         Bilanci di energia

      • LE POMPE

        1.1         Generalità

        1.2         Grandezze fondamentali

        1.3         Pompe volumetriche alternative

        1.3.1         Pompe a membrana o a diaframma

        1.4         Pompe volumetriche rotative – Generalità

        1.4.1         Pompe a lobi

        1.4.2         Pompe ad ingranaggi

        1.4.3         Pompe a palette mobili

        1.4.4         Pompe a rotore flessibile

        1.4.5         Pompe peristaltiche

        1.4.6         Pompa a vite

        1.4.7         Pompe Mohno

        1.5         Pompe dinamiche centrifughe – Generalità

        1.6         Pompe dinamiche assiali

        1.6.1         Punto di funzionamento

        1.6.2         La regolazione della pompa

        1.6.3         La cavitazione

        1.6.4         Il controllo di processo

        • I COMPRESSORI

          1.1         Classificazione e generalità

          1.2         Rendimento interno e rendimento adiabatico

          1.3         Compressori volumetrici alternativi

          1.4         Compressori volumetrici rotativi – Generalità

          1.4.1         Compressori a vite

          1.4.2         Compressori a palette

          1.4.3         Compressori a lobi

          1.5         Compressori centrifughi – Descrizione del funzionamento e campi di applicazione

          1.6         Compressori assiali – Descrizione del funzionamento e campi di applicazione

          1.6.1         Grandezze e curve caratteristiche

          1.6.2         Il compressore inserito nel circuito

          1.6.3         Alcuni problemi di esercizio

          1.6.4         La regolazione

          1.6.5         Il controllo di processo

          • GLI SCAMBIATORI DI CALORE

            1.1         Richiami sul trasferimento di calore

            1.2         Apparecchiature

            1.3         Lo scambiatore a doppio tubo

            1.4         Il coefficiente di scambio termico U

            1.5         Le perdite di carico

            1.6         Gli scambiatori a fascio tubiero

            1.7         Il controllo di processo

            1.7.1         Il controllo della temperatura


            • IL PROCESSO DI BIOREAZIONE

              1.1         Descrizione del processo di bioreazione
              1.2         Caratteristiche generali dei fermentatori da laboratorio
              1.2.1         I fermentatori di piccola capacità (1-30 l)
              1.3         Gli impianti pilota di bioreazione
              1.3.1         Fase di sterilizzazione
              1.3.2         Fase di bioreazione


              • IL TRASFERIMENTO DI MATERIA

                1.1         Operazioni con trasferimento di materia

                1.2         Diffusione molecolare nei fluidi

                1.2.1         Introduzione

                1.2.2         La prima legge di Fick

                1.2.3         La seconda legge di Fick

                1.3         Il trasferimento di materia tra le fasi

                1.3.1         Classificazione

                1.3.2         L’equilibrio

                1.3.3         La teoria del film

                • I PROCESSI DI FILTRAZIONE A MEMBRANA

                  1.1         La filtrazione tangenziale

                  1.2         Definizione e classificazione dei processi di separazione a membrana

                  1.3         Potenziale chimico ed osmosi

                  1.4         Caratteristiche delle membrane

                  1.4.1         Struttura e configurazione

                  1.4.2         Misura dei fori

                  1.4.3         Materiali

                  1.4.4         Definizione di rating

                  1.4.5         Metodo del bubble point o di Blasendruck

                  1.4.6         Il coefficiente di reiezione

                  1.4.7         La concentrazione di polarizzazione

                  1.5         Modelli matematici

                  1.5.1         Il modello di Hagen-Poiseuille

                  1.5.2         Il modello della polarizzazione

                  1.5.3         Il modello delle resistenze in serie

                  1.6         Fattori che influenzano il flusso

                  1.6.1         Caratteristiche della membrana

                  1.6.2         Parametri operativi

                  1.6.3         Caratteristiche delle correnti19

                  1.6.4         Caratteristiche delle particelle di soluto

                  1.6.5         Il problema dell’adsorbimento

                  1.7         Sporcamento e pulizia delle membrane

                  1.7.1         Cause dello sporcamento

                  1.7.2         Conseguenze dello sporcamento

                  1.7.3         Pulizia delle membrane

                  1.8         Progettazione degli impianti

                  1.8.1         Parametri dei processi a membrana

                  1.8.2         Modi di operare

                  1.8.3         Configurazione degli impianti

                  1.9         Applicazioni industriali

                  1.9.1         Produzione di formaggio Cheddar

                  1.9.2         Produzione di succhi di frutta

                  1.9.3         La produzione del vino

                  1.9.4         Trattamento del siero di latte

                  • L'ESSICCAMENTO

                    1.1         Richiami di aria umida

                    1.1.1         Umidità assoluta e relativa

                    1.1.2         Temperatura di bulbo umido

                    1.1.3         Temperatura di saturazione adiabatica

                    1.2         L’equilibrio

                    1.3         Il fenomeno dell’isteresi

                    1.4         Definizione di umidità nel solido

                    1.4.1         Contenuto di umidità su base secca

                    1.4.2         Contenuto di umidità all’equilibrio

                    1.4.3         Contenuto di umidità di tipo bound

                    1.4.4         Contenuto di umidità di tipo unbound

                    1.4.5         Umidità libera (free moisture)

                    1.5         Classificazione del processo di essiccamento

                    1.6         Apparecchiature utilizzate per l’essiccamento

                    1.6.1         Essiccatore a piatti

                    1.6.2         Essiccatori a tunnel

                    1.6.3         Essiccatori rotanti

                    1.6.4         Essiccatori a tamburo

                    1.6.5         Lo spray drier

                    1.7         Velocità di essiccamento

                    1.7.1         Periodo a velocità costante

                    1.7.2         Primo periodo di diminuzione della velocità

                    1.7.3         Secondo periodo di diminuzione della velocità

                    1.7.4         Il tempo di essiccamento

                    • L'ESTRAZIONE LIQUIDO-SOLIDO

                      1.1         Preparazione del solido

                      1.2         Temperatura di processo

                      1.3         Modi di operare ed apparecchiature

                      1.3.1         Processi di tipo batch

                      1.3.2         Processi in continuo

                      1.4         Metodi di calcolo

                      1.4.1         Efficienza di uno stadio

                      1.4.2         L’equilibrio

                      1.4.3         Operazione di leaching a singolo stadio

                      1.4.4         Operazione di leaching a più stadi a flussi incrociati

                      1.4.5         Operazione di leaching a più stadi in controcorrente

                      1.5         La produzione di zucchero

                      1.5.1         Generalità sull’industria saccarifera

                      1.5.2         Attività produttiva

                      1.5.3         Il processo di produzione dello zucchero da barbabietole

                      1.5.4         Impiego dei processi a membrana nella produzione di zucchero


                      • LA CRISTALLIZZAZIONE

                        1.1         La teoria della cristallizzazione

                        1.1.1         La nucleazione dei cristalli

                        1.1.2         La crescita

                        1.1.3         Il processo di cristallizzazione industriale

                        1.1.4         Cristallizzatori industriali