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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA _________________ Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche REGISTRO DELLE LEZIONI dell' INSEGNAMENTO o MODULO UFFICIALE Nome: Fondamenti di Tecnologie per l’Industria e l’Ambiente Mod. I codice: 65183 codice padre (se ins. a moduli): 65182 tenute dal Prof. ALBERTO SERVIDA (Docente responsabile del Mod. I) Nell'anno accademico 2018/2019 IL DOCENTE IL DOCENTE RESPONSABILE* IL DIRETTORE DEL DIPARTIMENTO c * Solo se l'insegnamento o modulo è tenuto da più docenti in codocenza ed il docente che compila il presente registro non è il docente responsabile.

Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale...UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche Anno

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA _________________

Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

REGISTRO DELLE LEZIONI

dell' INSEGNAMENTO o MODULO UFFICIALE

Nome: Fondamenti di Tecnologie per l’Industria e l’Ambiente Mod. I codice: 65183 codice padre (se ins. a moduli): 65182 tenute dal Prof. ALBERTO SERVIDA (Docente responsabile del Mod. I)

Nell'anno accademico 2018/2019

IL DOCENTE IL DOCENTE RESPONSABILE* IL DIRETTORE DEL DIPARTIMENTOc * Solo se l'insegnamento o modulo è tenuto da più docenti in codocenza ed il docente che compila il presente registro non è il docente responsabile.

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

Anno accademico: 2018/2019 Insegnamento/modulo: Fondamenti di Tecnologie per l’Industria e l’Ambiente/Mod. I Codice: 65183 Codice padre (se a moduli): 65182 Docente: Alberto Servida

Riepilogo generale

Numero lezioni totali 19

Numero ore totali 39

Esercitazioni n. 2

N. esercitazioni in aula 2 Per n. gruppi di studenti Ore complessive 1

N. esercitazioni in laboratorio Per n. gruppi di

studenti Ore complessive

Totale ore frontali/docente 40

Totale ore frontali/studente 40

Nota Bene: In aggiunta alle ore svolte dal docente, il prof. P. Moretti ha svolto una lezione di attività didattica integrativa per un totale di 2 ore Riepilogo lezioni/esercitazioni previste inizialmente ma non svolte dal docente titolare

Data Sostituzioneb Motivo Istituzionalec Motivo di salute o

familiared

Il Docente

_______________________ Note: a Si intendono esercitazioni condotte dal docente e facenti parte integrante dell'insegnamento e non esercitazioni integrative

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b Se il docente è stato sostituito, indicare il nome del docente. Se invece la lezione non si è tenuta, scrivere NO. Se la lezione era già non prevista nel programma fornito all'inizio dell'insegnamento, non deve essere qui riportata. c Se il motivo è istituzionale, dettagliarlo brevemente. d Se il motivo è di salute o un grave motivo familare, scrivere semplicemente SI

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione al corso: modalità di registrazione all’esame e alla pagina di aulaweb; modalità dell’esame. Preliminari: obiettivi del corso; principi di conservazione: struttura generale; concetto di volume di controllo; criteri per la classificazione dei sistemi. Struttura del principio di conservazione della materia: esempio di applicazione a un sistema dinamico; richiami di stechiometria. (2L)

Sistemi di unità di misura; metodo per il passaggio da un sistema all’altro. Principio di omogeneità dimensionale. Variabili di processo: estensive e intensive. Sintetica panoramica sulla strumentazione per misurare la pressione e le portate volumetriche. Calcolo di: a) potenza cinetica, b) flusso cinetico; c) flusso di quantità di moto. (2L)

Addì 2.10.2018 Firma dell’insegnante

Addì 4/10/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Unità di misura della T e della P. Esempio di applicazione della legge dell’idrostatica. Formulazione dei bilanci di materia: concetto di superficie di controllo e volume di controllo. Bilanci di materia indipendenti e concetto d variabili associate alle correnti. Calcolo dei gradi di libertà. (2L)

Calcolo dei gradi di libertà; strutture impiantistiche più comuni: by-pass; ricircolo; nodo ripartitore (splitter); nodo spurgo. Formulazione dei bilanci di materia in presenza di reazioni chimiche: concetto di reazioni chimiche indipendenti. Esempio di calcolo di gradi di libertà per un sistema con reazione chimica. (2L)

Addì 9/10/2018 Firma dell’insegnante

Addì 11//10/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Equilibri tra le fasi: regola delle fasi di Gibbs; discussione di un caso semplice: fluido puro e miscela binaria. Regola delle fasi di Gibbs (analogia con il calcolo dei gradi di libertà). Legge di Raoult e di Henry (per fluidi sub e super-critici). Calcolo temperatura di bolla e di rugiada di una miscela. Volatilità relativa. Proprietà colligative (innalzamento punto ebulioscopico, abbassamento del punto di congelamento. (2L)

Prof. P. Moretti: Attività didattica integrativa: risoluzione in classe di alcuni problemi assegnati come compiti a casa

Addì 16/10/2018 Firma dell’insegnante

Addì 18/10/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione alla formulazione dei bilanci di energia: energia totale, concetto di lavoro di flusso; rivisitazione del I principio della termodinamica. Stima dei contributi per i processi industriali chimici. generalizzata). Legame perdite di carico-variazione irreversibile di U. (1.5L) Esercitazione sulla formulazione di bilanci di materia (0.5L)

Addì 6/11/2018 Firma dell’insegnante

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Bilanci di energia: stima dei contributi per i processi industriali chimici. Principio di conservazione dell’energia: dal principio generale ai vari casi specifici (I principio della termodinamica, principio di conservazione dell’energia meccanica, equazione di Bernoulli. Esercizio sul cambiamento delle unità di misura della T. (1.5L) Esercitazione sulla formulazione di bilanci di energia (0.5L)

Bilanci di energia: formulazione entalpica con esplicitazione dei ΔHreaz. Calcolo entalpia: percorsi termodinamici; miscele non ideali (calore di miscelamento). Reazioni di combustione: potere calorifico (sup. e inf.); ΔHreaz dai calori di combustione standard. Legame perdite di carico-variazione irreversibile di U. (2L)

Addì 8/11/2018 Firma dell’insegnante

Addì 13/11/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione ai fenomeni di trasporto: potenziali termodinamici generalizzati (Composizione, T e P) per la caratterizzazione degli stati di equilibrio; leggi di Fick, Fourier e Newton; parametri di trasporto; concetto di forza motrice. Definizione del coefficiente di trasporto materiale Modelli di trasporto tra fasi fluide eterogenee (modello del doppio film): coefficienti di trasporto locali. (2L)

Forze motrici globali, forze motrici locali e globali. Diagramma forze motrici all’interfaccia. Posizionamento relativo dei punti rappresentativi le condizioni di bulk e di interfaccia. Introduzione alle colonne a letto di riempimento. Caratterizzazione fluidodinamica delle colonne a letto di riempimento; diagramma di flooding. (2L)

Addì 15/11/2018 Firma dell’insegnante

Addì 20/11/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Colonne a letto di riempimento: colonne a letto di riempimento regione di carico (loading). Dimensionamento del diametro della colonna Formulazione dei bilanci di materia per una colonna di assorbimento a letto continuo controcorrente. Interpretazione geometrica nel piano delle composizioni. Curva di lavoro e retta di lavoro (per miscele diluite). (2L)

Desorbimento: retta di lavoro per una colonna a letto impaccato. Colonna a stadi: calcolo del numero degli stadi. Umidificazione: concetti generali e nomenclatura; diagramma psicrometrico. (2L)

Addì 22/11/2018 Firma dell’insegnante

Addì 27/11/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Umidificazione: temp. a bulbo umido diagrammi psicrometrici: caso speciale relativo al sistema aria-acqua. Torre di raffreddamento di acqua calda: analisi semplificata, retta di lavoro nel piano temperatura liquido-entalpia gas umido. (2L)

Umidificazione: raffrescamento di aria calda e umida con acqua fredda. Distillazione: richiami sull’equilibrio liq.-vap; definizione della costante di equilibrio; concetto di volatilità relativa, sua dipendenza da T. Colonna di distillazione a stadi: equilibrio (x,y) effetto volatilità relativa α; descrizione della fenomenologia della colonna a stadi; (2L)

Addì 29/11/2018 Firma dell’insegnante Addì 4/12/2018 Firma dell’insegnante

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Colonna di distillazione: cenni sugli equilibri di miscele non ideali; bilancio energetico globale; calcolo gradi libertà e caratteristiche principali (in fase progettuale e di verifica). (2L)

Distillazione binaria: metodo di McCabe-Thiele (ipotesi di lavoro, formulazione delle equazioni di bilancio di materia e di energia); rette di lavoro (rettifica ed esaurimento). Distillazione: q-line; effetto del rapporto di riflusso; determinazione del rapporto di riflusso minimo (piatti infiniti); legame tra rapporto di riflusso e carico termico al condensatore (e quindi carico termico al ribollitore). Concentrazione per evaporazione: generalità; singolo effetto; effetto della pressione. Bilanci di materia e di energia; equazione di progetto per la determinazione della superficie di scambio termico e delle condizioni operative (temperatura di esercizio). Concentrazione per evaporazione: tipici valori di U. Operazione sotto vuoto: condensatore a piatti; determinazione della pressione di esercizio. (3 L)

Addì 6/12/2018 Firma dell’insegnante

Addì 11/12/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione alla cinetica chimica: condizioni micro e macrocinetiche; reazioni elementari e reazioni interessate da equilibrio; espressione delle velocità di reazione per alcune reazioni semplici; come determinare l’ordine di reazione. Semplificazione dei meccanismi di reazione dettagliati: ipotesi dello stato pseudo-stazionario: reazione di polimerizzazione radicalica. Reattori CSTR e PFR: differenze essenziali. Come scegliere un reattore: importanza del meccanismo di reazione; differenza tra un reattore CSTR e un PFR (reazioni di ordine >0 e <0 (analisi qualitativa). (2L)

Reattoristica: derivazione delle equazioni di progetto per le tre tipologie (più importanti) di reattori isotermi: CSTR, PFR e Batch (a completo mescolamento). Reazioni singole (di ordine positivo e negativo): scelta del reattore ottimale. Spiegazione del progetto (2L)

Addì 13/12/2018 Firma dell’insegnante

Addì 18/12/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Equazioni di progetto per una reazione del I ordine; numero di Damkholer e suo significato fisico. Confronto reattori a bassi τ; cascata di N reattori CSTR in serie equivalenza con PFR per N infinito. Alcuni esempi di scelta di tipologie di configurazioni di reattori (serie d PFR e CSTR) in funzione della cinetica. (2L)

Addì 20/12/2018 Firma dell’insegnante

Addì Firma dell’insegnante

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA _________________

Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

REGISTRO DELLE LEZIONI

dell' INSEGNAMENTO o MODULO UFFICIALE

Nome: Energia e Sviluppo Sostenibile codice: 61426 codice padre (se ins. a moduli): tenute dal Prof. ALBERTO SERVIDA

Nell'anno accademico 2018/2019

IL DOCENTE IL DOCENTE RESPONSABILE*

IL DIRETTORE DEL DIPARTIMENTO * Solo se l'insegnamento o modulo è tenuto da più docenti in codocenza ed il docente che compila il presente registro non è il docente responsabile.

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

Anno accademico: 2018/2019 Insegnamento/modulo: Energia e Sviluppo Sostenibile Codice: 61426 Codice padre (se a moduli) Docente: Alberto Servida

Riepilogo generale

Numero lezioni totali 16

Numero ore totali 30.5

Esercitazioni n. 2

N. esercitazioni in aula 2 Per n. gruppi di studenti Ore complessive 1.5

N. esercitazioni in laboratorio Per n. gruppi di

studenti Ore complessive

Totale ore frontali/docente 32

Totale ore frontali/studente 32

Il Docente

_______________________ Note: a Si intendono esercitazioni condotte dal docente e facenti parte integrante dell'insegnamento e non esercitazioni integrative b Se il docente è stato sostituito, indicare il nome del docente. Se invece la lezione non si è tenuta, scrivere NO. Se la lezione era già non prevista nel programma fornito all'inizio dell'insegnamento, non deve essere qui riportata. c Se il motivo è istituzionale, dettagliarlo brevemente. d Se il motivo è di salute o un grave motivo familare, scrivere semplicemente SI

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione al corso; illustrazione delle modalità di esame. Introduzione al concetto di energia, di sviluppo sostenibile; fonti fossili: greggio, carbone e gas. (2L)

Introduzione: fonti fossili: greggio, carbone e gas. Introduzione: costi di produzione; intensità energetica; emissioni: problema gas di serra; ciclo carbonio. Scenario energetico italiano. Correlazione tra indici di sviluppo sociale e consumi energetici pro-capite. (2L)

Addì 25/02/2019 Firma dell’insegnante

Addì 27/02/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione al corso; illustrazione delle modalità di esame (per studenti Erasmus) Richiami di termodinamica: funzioni termodinamiche principali; calcolo lavoro (PV) lungo trasformazioni quasi-statiche reversibili. cicli termodinamici; macchine motrici e operatrici. Ciclo di Carnot (diretto e inverso - ciclo frigorifero e pompa di calore). Rendimento ciclo Carnot. Termodinamica applicata: cicli termodinamici; macchine motrici e operatrici. Macchine per la conversione di energia (circuito chiuso e cilindro/stantuffo). (2L)

Cicli Otto e Diesel. Esempio di calcolo del rendimento di secondo principio. (2L)

Addì 4/3/2019 Firma dell’insegnante

Addì 6/03/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Cicli Joule-Brayton (con e senza rigenerazione); Ciclo Rankine e Ciclo Rankine-Hirn (con e senza rigenerazione). Introduzione alle centrali termoelettriche a carbone. (2L)

Ciclo combinato. Cenni ai cicli Rankine-organici. Criteri per la scelta delle varie opzioni tecnologiche (costi esterni). Introduzione alle centrali termoelettriche a carbone. Centrali a gas; cicli cicli ICCG (2L)

Addì 11/03/2019 Firma dell’insegnante

Addì 13/03/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Centrali idroelettriche: tipologie principali; uso dell’eq. Del Bernoulli per comprendere gli aspetti essenziali di una centrale idroelettrica: potenza erogata funzione della portata volumetrica e bacino di contenimento come accumulo energetico (1L) Rivisitazione dell’equazione del Bernoulli: genesi e suo utilizzo. Applicazione alle centrali idroelettriche: generalità (1E)

Centrali a gas: panoramica; caratteristiche principali di differenti impianti. Centrali di cogenerazione. (2L)

Addì 18/03/2019 Firma dell’insegnante

Addì 20/03/2019 Firma dell’insegnante

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Fonte rinnovabile: mareomotrice – generalità, caratteristiche impiantistiche e problematiche. Energia geotermica: generalità, differenti opzioni per la produzione di energia elettrica; cicli organici Rankine (ORC). (2L)

Energia da biomasse: introduzione, generalità; tipologie biomasse. Energia da biomasse: tipologie biomasse; sfruttamento biomasse agroforestali in impianti termoelettrici: confronto con le centrali termoelettriche a fonti fossili. (2L)

Addì 25/03/2019

Firma dell’insegnante

Addì 27/3/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Solare termico: produzione di calore a bassa T; impianti tipici per la produzione di acqua sanitari calda. Solare termodinamico: principi di funzionamento e caratteristiche essenziali. Solare termodinamico: principali tipologie di impianti (2L)

Lezione Porf.essa P. Costamagna Fuel Cells: introduzione, storia, tecnologia e principi di funzionamento (2L)

Addì 1/04/2019 Firma dell’insegnante

Addì 3/04/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

FER Eolica: principi generali di funzionamento delle pale eoliche, caratteristica funzionale (limiti di cut-in e cut-out). (2L)

Lezione Porf.essa P. Costamagna Fuel Cells: effetto delle condizioni operative, efficienza, tecnologia SOFC (2L)

Addì 8/4/2019 Firma dell’insegnante

Addì 10/4/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Efficienza energetica negli edifici: pro e contro delle varie tecnologie di miglioramento. (1.5L) Esempi di calcolo del fabbisogno di biomassa: a) produzione di etanolo come fuel alternativo alla benzina; b) centrale termoelettrica con capacità fissata (500 MWe). (0.5E)

Energia solare: generalità sul FV (celle fotovoltaiche): principio di funzionamento e principali celle FV Solare termodinamico a concentrazione. (1L) Discussione del report Energy Strategy Group sul valore di mercato delle rinnovabili. (1L)

Addì 17/04/2019 Firma dell’insegnante

Addì 29/04/2019 Firma dell’insegnante

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA _________________

Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Corso di laurea magistrale in Chimica Industriale

REGISTRO DELLE LEZIONI

dell' INSEGNAMENTO o MODULO UFFICIALE

Nome: Impianti, Reattoristica e Tecnologie Chimiche codice: 66403 codice padre (se ins. a moduli): tenute dal Prof. ALBERTO SERVIDA

Nell'anno accademico 2018/2019

IL DOCENTE IL DOCENTE RESPONSABILE* IL COORDINATORE DEL CCS IL DIRETTORE DEL DIPARTIMENTO * Solo se l'insegnamento o modulo è tenuto da più docenti in codocenza ed il docente che compila il presente registro non è il docente responsabile.

Page 12: Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale...UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche Anno

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Corso di laurea magistrale in Scienze Chimiche

Anno accademico: 2018/2019 Insegnamento/modulo: Impianti, Reattoristica e Tecnologie Chimiche Codice: 66403 Codice padre (se a moduli) Docente: Prof. ALBERTO SERVIDA

Riepilogo generale

Numero lezioni totali 21

Numero ore totali 39

Esercitazioni n.

N. esercitazioni in aula 1 Per n. gruppi di studenti Ore complessive 2

N. esercitazioni in laboratorio Per n. gruppi di

studenti Ore complessive

Totale ore frontali/docente 41

Totale ore frontali/studente 41

Riepilogo lezioni/esercitazioni previste inizialmente ma non svolte dal docente titolare

Data Sostituzioneb

Il Docente

_______________________ Note: a Si intendono esercitazioni condotte dal docente e facenti parte integrante dell'insegnamento e non esercitazioni integrative b Se il docente è stato sostituito, indicare il nome del docente. Se invece la lezione non si è tenuta, scrivere NO. Se la lezione era già non prevista nel programma fornito all'inizio dell'insegnamento, non deve essere qui riportata.

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione al corso; modalità di esame. Richiami sui principi di funzionamento delle operazioni di separazione di fase, analogia con i reattori. Definizione dei flussi molari totali e diffusivi. Velocità medie molari e ponderali. Processo diffusivo come dovuto al moto relativo rispetto al moto di insieme. Modello di diffusione di Fick. (2L)

Accenni alla teoria cinetica dei processi di trasporto nei gas ideali diffusione termica e della quantità di moto. Accenni alla teoria molecolare del processo di trasporto di quantità di moto nei liquidi. Sistemi a parametri concentrati e a parametri distribuiti. Equazioni indefinite di bilancio materiale: introduzione. Equazioni indefinite di bilancio materiale: derivazione in coordinate cartesiane (richiami sui concetti di gradiente e divergenza). Alcune esemplificazioni. (2L)

Addì 15/10/2018 Firma dell’insegnante

Addì 18/10/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Problemi di diffusione con calcolo del flusso per evidenziare il legame tra i modelli microscopici e macroscopici (contro diffusione equimolecolare stazionaria). Problemi di diffusione: diffusione stazionaria in un mezzo stagnante; diffusione non stazionaria in un mezzo semi-infinito, diffusione stazionaria in un film cadente, diffusione non stazionaria in un film cadente. (2L)

Problemi di diffusione: polarizzazione di concentrazione nei processi a membrana (OI e NF). (2L)

Addì 22/10.2018 Firma dell’insegnante

Addì 25/10/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Modelli di descrizione del processo di trasferimento materiale: impossibilità di discriminare tra i modelli stazionari e transitori (modelli non stazionari di Higbie e Danckwertz). Assorbimento gas-liquido con reazione chimica: reazione del 1° ordine, impostazione dell’equazione di bilancio materiale indefinita nel film liquido (fattore di esaltazione). (2L)

Richiami dei principi fondamentali del comportamento e del dimensionamento delle operazioni unitarie (di separazione fisica e di reazione). Necessità delle informazioni cinetiche per il dimensionamento delle apparecchiature. Equazione cinetica di dimensionamento di una colonna a letto impaccato e sua soluzione numerica. Impostazione del bilancio di materia indefinito in coordinate cilindriche in presenza di reazioni. Assorbimento equazione di progetto per il calcolo dell’altezza di colonna e relazione con la curva di lavoro (miscele concentrate). (2L)

Addì 29/10/2018 Firma dell’insegnante

Addì 5/11/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Assorbimento: equazione di progetto per il calcolo dell’altezza di colonna (considerando miscele diluite nel soluto). Numero delle unità di trasporto e altezza delle unità di trasporto. correlazioni per la stima dei coefficienti di trasporto materiale (coefficienti di trasporto locali e globali). Introduzione all’operazione di essicamento. (2L)

Essicamento: curva caratteristica della velocità di essicamento. Dimensionamento essicatoio e caratteristiche essenziali di alcuni essicatoi. (2L) Umidificazione: impostazione dell’analisi della descrizione dettagliata dei processi di scambio materiale ed energetico all’interfaccia.

Addì 8/11/2018 Firma dell’insegnante

Addì 12/11/2018 Firma dell’insegnante

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Umidificazione: completamento dell’analisi della descrizione dettagliata dei processi di scambio materiale ed energetico all’interfaccia. Equazione di progetto in termini della forze motrici locali (lato gas) e globali; determinazione delle condizioni di interfaccia. Umidificazione: derivazione dell’equazione di progetto per una colonna per il raffreddamento di acqua calda (cooling tower). Estrazione liquido-liquido: introduzione ai diagrammi triangolari. (2L)

Estrazione liquido-liquido: estrazione singolo stadio e multistadio a correnti incrociate; impianto di estrazione multistadio controcorrente. (2L)

Addì 15.11.2018 Firma dell’insegnante

Addì 19.11.2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Estrazione liq.-liq.: multistadio con riflusso (solo impostazione gli studenti dovranno completare l’analisi come compito a casa). Diagrammi entalpia-composizione: esempio acqua-metanolo. (2L)

Metodo di Ponchon Savairat (distillazione binaria): equazioni di bilancio di energia e di materia; uso del diagramma entalpia-composizione; derivazione del metodo grafico per il calcolo del numero di stadi di equilibrio (condizione di riflusso totale, condensatore totale con e senza sotto-raffreddamento, condensatore parziale); determinazione del numero di stadi ideali di equilibrio; determinazione del rapporto di riflusso minimo e operativo (parallelismo con il metodo di McCabe-Thiele). Alcuni esempi di distillazioni problematiche; a) miscele con volatilità relativa prossima all’unità: distillazione estrattiva; b) distillazione in presenza di un azeotropo omogeneo; c) distillazione con solvente estrattore per la formazione di un azeotropo con smiscelamento. Colonne di distillazione a piatti: efficienza di piatto (efficienza globale, effic. di Murphry ed effic. locale di piatto). (2L)

Addì 22.11.2018 Firma dell’insegnante

Addì 26.11.2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione ai fenomeni turbolenti: turbolenza isotropica (modello di Kolmogorov), parametri di trasporto turbolenti. (2L)

Essicamento: generalità, curve caratteristiche, regione a velocità di essicamento costante. Equazione di progetto e uso della curva caratteristica di essicamento. (2L)

Addì 29/11/2018 Firma dell’insegnante

Addì 3/12/2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Modelli per il calcolo della velocità di essicamento. Processi di trasporto in matrici porose: identificazione dei fenomeni elementari che caratterizzano le prestazioni di una particella catalitica (eterogenea). (2L)

Sistemi di agitazione: generalità. Introduzione ai criteri di selezione (application driven); caratteriz-zazione idrodinamica; numeri adimensionali caratteristici – numero e fattore di potenza. (2L)

Addì 6/12/2018 Firma dell’insegnante

Addì 10/12/2018 Firma dell’insegnante

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Sistemi di agitazione: tempo di miscelamento, portata di pompaggio; linee guida per la selezione del sistema di agitazione più adeguato. (1L)

Modello di diffusione di Stefan Maxwell. Processi di trasporto in matrici porose: identificazione dei fenomeni elementari che caratterizzano le prestazioni di una particella catalitica (eterogenea); descrizione dei fenomeni di trasporto nel film esterno. (2L)

Addì 13/12/2018 Firma dell’insegnante

Addì 17/12/.2018 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Processi di trasporto in matrici porose: modello di trasporto in un capillare singolo; estensione del modello Stefan – Maxwell con l’integrazione del meccanismo di trasporto di diffusione di Knudsen. Differenza tra pori passanti e ciechi. Modello DGM; porosità, tortuosità (esempio di applicazione: membrana con distribuzione dei raggi dei pori). Importanza dei parametri strutturali t ed e. Concentrazione per evaporazione: impianto multiplo-effetto (equi e contro corrente). (2L)

Esercitazione: chiarimenti sugli esercizi da svolgere a casa. Progetto 1: chiarimenti sul coefficiente di trasporto materiale kd e sua equivalenza con kc. Progetto 2: formulazione del modello per il fluido esterno; formulazione del modello per il fluido dentro la particella. Accoppiamento dei due modelli attraverso le condizioni al contorno. (2E)

Addì 20/12/2018 Firma dell’insegnante

Addì 8/1/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Processi di trasporto in matrici porose: uso dei modelli di trasporto per descrivere i processi di diffusione con reazione dentro le particelle catalitiche. Modello di particella in assenza di resistenza nel film esterno: identificazione del numero di Thiele, Φ. Definizione di efficienza catalitica, η, e sua dipendenza da Φ nei due regimi limite, chimico e diffusionale. (2L)

Particella catalitica eterogenea non isoterma: master plot η-Φ’ (costruito con la dimensione caratteristica: V/S); uso di η nella formulazione del modello di reattore catalitico eterogeneo. Particella catalitica eterogenea non isoterma: numeri adimensionali caratteristici, molteplicità di soluzione nel diagramma η-Φ. (2L)

Addì 10/1/2019 Firma dell’insegnante

Addì 14/1/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Biot materiale e termico. Modello di particella catalitica isoterma: metodo per calcolare la temperatura media di particella. Energia di attivazione apparente nei tre regimi: chimico, diffusionale intraparticella e diffusionale interparticelle (film esterno). Generalità sui criteri per la stima a priori dell’importanza delle resistenze diffusive (interne ed esterne). Generalità sul problema di scale-up dei reattori (importanza dei numeri adimensionali). Generalità sui sistemi catalitici a tre fasi. Adsorbimento: generalità e assegnazione come compito di studio autonomo. (2L)

Addì 15/1/2019 Firma dell’insegnante

Addì Firma dell’insegnante

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA _________________

Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

REGISTRO DELLE LEZIONI

dell' INSEGNAMENTO o MODULO UFFICIALE

Nome: Chimica e Tecnologia delle Membrane codice: 61905 codice padre (se ins. a moduli): tenute dal Prof. ALBERTO SERVIDA

Nell'anno accademico 2018/2019

IL DOCENTE IL DOCENTE RESPONSABILE* Prof.essa Camilla Costa IL DIRETTORE DEL DIPARTIMENTOc * Solo se l'insegnamento o modulo è tenuto da più docenti in codocenza ed il docente che compila il presente registro non è il docente responsabile.

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale

Corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche

Anno accademico: 2018/2019 Insegnamento/modulo: Chimica e Tecnologia delle Membrane Codice: 61905 Codice padre (se a moduli): Docente: Alberto Servida

Riepilogo generale

Numero lezioni totali 4

Numero ore totali 8

Esercitazioni n.

N. esercitazioni in aula Per n. gruppi di studenti Ore complessive

N. esercitazioni in laboratorio Per n. gruppi di

studenti Ore complessive

Totale ore frontali/docente 8

Totale ore frontali/studente 8

Riepilogo lezioni/esercitazioni previste inizialmente ma non svolte dal docente titolare

Data Sostituzioneb Motivo Istituzionalec Motivo di salute o

familiared

Il Docente

_______________________ Note: a Si intendono esercitazioni condotte dal docente e facenti parte integrante dell'insegnamento e non esercitazioni integrative b Se il docente è stato sostituito, indicare il nome del docente. Se invece la lezione non si è tenuta, scrivere NO. Se la lezione era già non prevista nel programma fornito all'inizio dell'insegnamento, non deve essere qui riportata. c Se il motivo è istituzionale, dettagliarlo brevemente. d Se il motivo è di salute o un grave motivo familare, scrivere semplicemente SI

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ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Introduzione al modulo. Generalità sulla classificazione delle operazioni di separazione a membrana; caratteristiche dei principali processi di separazione a membrana. Processi di separazione pressure driven: definizione, campi di applicazione ed equazioni di progetto.(2L)

Richiami sulla pressione osmotica, Π; modelli per determinare Π e confronto con dati sperimentali; importanza della Π nei processi di trasporto in membrane per Osmosi Inversa, OI; fenomeno di polarizzazione. (2L)

Addì 20/03/2019 Firma dell’insegnante

Addì 3/04/2019 Firma dell’insegnante

ARGOMENTO DELLA LEZIONE ARGOMENTO DELLA LEZIONE

Importanza dei parametri strutturali e morfologici di una membrana: loro effetto sulle velocità di trasporto. Effetto della polarizzazione sulla velocità di trasporto e sulla ritenzione: confronto con dati sperimentali. Stima dei coefficienti di trasporto materiale nel film di strato limite. (2L)

Membrane a fibre cave: caratteristiche e correlazione per la stima dei coefficienti di trasporto. Analisi di prestazione di un’operazione di separazione a membrana: effetto dei parametri di processo più importanti; troubleshooting; fasi di progettazione; tipiche configurazioni di moduli a membrana. (2L)

Addì 17/04/2019 Firma dell’insegnante

Addì 6/05/2019 Firma dell’insegnante