BIOCHEMICAL AND FOOD PLANT DESIGN - IMPIANTI BIOCHIMICI E DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE

Ingegneria Alimentare - Food Engineering BIOCHEMICAL AND FOOD PLANT DESIGN - IMPIANTI BIOCHIMICI E DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE

0622800032
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ALIMENTARE
2016/2017



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2014
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
1BIOCHEMICAL AND FOOD PLANT DESIGN - IMPIANTI BIOCHIMICI E DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE (BIOCHEMICAL REACTORS - IMPIANTI BIOCHIMICI)
660LEZIONE
2BIOCHEMICAL AND FOOD PLANT DESIGN - IMPIANTI BIOCHIMICI E DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE (FOOD PROCESS DESIGN - PROGETTAZIONE DEI PROCESSI DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE)
660LEZIONE
Obiettivi
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
I COMPONENTI STRUTTURALI DI UN REATTORE MICROBIOLOGICO. L'EQUAZIONE MONOD E LA SUA APPLICAZIONE ALLE CINETICHE MICROBICHE. L'EQUAZIONE DI VELOCITÀ MICROBIOLOGICA. SISTEMI ASSOCIATI DI CRESCITA. BIOREATTORI BATCH A FIOCCHI: PROGETTO BASATO SULLA CINETICA E SUI CRITERI DI SCALE-UP. FUNZIONAMENTO CON SERIE DI FERMENTATORI. ESERCIZIO E PROGETTAZIONE DEI PRINCIPALI REATTORI IN CONTINUO PER LA PRESENZA DI MICRORGANISMI IN FORMA DI FIOCCHI E DI FILM. PROGETTAZIONE DI SISTEMI AERATI. PROGETTAZIONE DI FERMENTATORI CHE UTILIZZANO ENZIMI IMMOBILIZZATI.
PROCESSI INNOVATIVI DI SANIFICAZIONE ALIMENTARE. PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E PROGETTAZIONE DI: IMPIANTI CRIOCONCENTRAZIONE, MICRONIZZAZIONE E NANONIZZAZIONE, INCLUDENDO FRANTUMAZIONE, EMULSIFICAZIONE. PROGETTAZIONE DI IMPIANTI: ORGANIZZAZIONE PRELIMINARE, PROGETTAZIONE CONCETTUALE, METODI DI PROGETTAZIONE. PROBLEMI DI PROGETTAZIONE DI SISTEMI COMPLESSI: L'ESSICCAZIONE; LIOFILIZZAZIONE, SPRAY-DRYING, STERILIZZAZIONE, CONGELAMENTO. ANALISI DELLE APPARECCHIATURE DI PROCESSO. PROBLEMI DI PROGETTAZIONE DI INSTALLAZIONI DI IMPIANTI COMPLETI. LAYOUT DI PROCESSO. GESTIONE DEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI. GESTIONE DEI MATERIALI, RISORSE UMANE E DI MANUTENZIONE. LOGISTICA INDUSTRIALE. GESTIONE DELLE SCORTE. LO SVILUPPO DI UN BUSINESS PLAN DI UNA LINEA DI PRODUZIONE PER L'INDUSTRIA ALIMENTARE.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - ANALISI INGEGNERISTICA
ANALIZZARE IL FUNZIONAMENTO ED OPERARE: REATTORI MICROBIOLOGICI ED ENZIMATICI NELLE PRINCIPALI CONFIGURAZIONI; SISTEMI DI AERAZIONE PER BIOREATTORI; PROCESSI PRODUTTIVI ALIMENTARI; RAPPRESENTARE UN IMPIANTO IN FLOW-SHEET. IDENTIFICARE LE OPERAZIONI UNITARIE SINGOLE E LE LORO COMBINAZIONI PER LA REALIZZAZIONE DI PRODOTTI ALIMENTARI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA
PROGETTARE REATTORI MICROBIOLOGICI ED ENZIMATICI NELLE PRINCIPALI CONFIGURAZIONI. PROGETTARE SISTEMI DI AERAZIONE PER BIOREATTORI.
PROGETTARE IMPIANTI ALIMENTARI COMPLESSI IN RELAZIONE AL LAYOUT DI IMPIANTO, AI FLUSSI DI MATERIA ED ENERGIA, AL DIMENSIONAMENTO E SCELTA DELLE PRINCIPALI OPERAZIONI UNITARIE; ALLA VALUTAZIONE DELLE UTILITIES RICHIESTE, ALLA STIMA DI REDDITIVITÀ. CAPACITÀ DI ANALISI ECONOMICA NELL’AMBITO DI UNO STUDIO DI FATTIBILITÀ.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO – PRATICA INGEGENRISTICA
INDIVIDUARE I TERMINI DI MAGGIORE SIGNIFICATIVITÀ NELLA SCRITTURA DEI BILANCI E I LIMITI DI APPLICAZIONE DI IPOTESI SEMPLIFICATIVE NELLA SCRITTURA DI QUESTI BILANCI.
SCEGLIERE LE TECNOLOGIE, LE ATTREZZATURE E GLI STRUMENTI PIÙ APPROPRIATI ALLA REALIZZAZIONE DI PRODOTTI ALIMENTARI. CONSAPEVOLEZZA DEGLI ASPETTI ECONOMICI, ORGANIZZATIVI E GESTIONALI NELL’AMBITO DELLA PROGETTAZIONE DI IMPIANTI ALIMENTARI COMPLESSI.

ABILITÀ COMUNICATIVE – CAPACITÀ TRASVERSALI
SAPER LAVORARE IN GRUPPO AD UN PROGETTO. SAPER DESCRIVERE IL RISULTATO DELL’ATTIVITÀ DI PROGETTAZIONE DI IMPIANTI ALIMENTARI COMPLESSI IN UN DOCUMENTO TECNICO. SAPER ESPORRE ORALMENTE, ANCHE CON L’AUSILIO DI SLIDES, E DISCUTERE: 1) SUL FUNZIONAMENTO ED DELLA PROGETTAZIONE DI IMPIANTI BIOCHIMICI; 2) IL RISULTATO DELL’ATTIVITÀ DI PROGETTAZIONE DI IMPIANTI ALIMENTARI COMPLESSI.

CAPACITÀ DI APPRENDERE – CAPACITÀ TRASVERSALI
SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.

CAPACITÀ DI INDAGINE – CAPACITÀ TRASVERSALI
CAPACITÀ DI SVILUPPARE AUTONOMAMENTE MODELLI MATEMATICI PER LA MODELLAZIONE DI SISTEMI BIOLOGICI.
CAPACITÀ DI RECUPERARE, GESTIRE E SVILUPPARE INDIPENDENTEMENTE LE CONOSCENZE ED INFORMAZIONI NECESSARIE ALL’ATTIVITÀ DI PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE MATEMATICHE DI BASE, E CONOSCENZE RELATIVE AGLI EQUILIBRI CHIMICI E AI BILANCI DI MATERIA, ENERGIA E QUANTITÀ DI MOTO.
Contenuti
MODULO: IMPIANTI BIOCHIMICI

INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI BIOREATORI
INTRODUZIONE AL CORSO. ELEMENTI COSTRUTTIVI DI UN REATTORE MICROBIOLOGICO. (LEZ 6 )

CINETICHE DI REAZIONE BIOLOGICHE
LA CINETICA DI MONOD E LA SUA APPLICAZIONI ALLE CINETICHE MICROBICHE.
MODELLI CINETICI DI REAZIONE PER MASSA MICROBICA: FIOCCHI E FILM. EQUAZIONI CINETICHE PER FIOCCHI E FILM: LA “BIOLOGICAL RATE EQUATION” (BRE). SISTEMI ASSOCIATI ALLA CRESCITA. (LEZ 7; ES 2)

BIOREATTORI PROGETTO DI FERMENTATORI BATCH A FIOCCHI BASATO SU CRITERI CINETICI E SU CRITERI DI SCALA. SERIE DI FERMENTATORI. (LEZ 3; ES 2)
CONFIGURAZIONI IMPIANTISTICHE, MODELLO CINETICO PER IL PROGETTO E L’ESERCIZIO DI: FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI A PERFETTA MISCELAZIONE (CSTF); CSTF CON RICIRCOLAZIONE DELLA MASSA MICROBICA; FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI IN FLUSSO A PISTONE (PFF); FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI A LETTO FLUIDO (FBF). COMBINAZIONE DI FERMENTATORI A FIOCCHI CONTINUI: TRENO DI CSTF, CSTF SEGUITO DA PFF. (LEZ 11; ES 3)
CONFIGURAZIONI IMPIANTISTICHE, MODELLO CINETICO PER IL PROGETTO E L’ESERCIZIO DI: FERMENTATORI A FILM CONTINUI A PERFETTA MISCELAZIONE; FERMENTATORI A FILM CONTINUI IN FLUSSO A PISTONE; FERMENTATORI A FILM CONTINUI IN FLUSSO PERCOLANTE. (LEZ 7; ES 3).

FERMENTATORI ENZIMATICI
FERMENTATORI CON ENZIMI IN SOLUZIONE BATCH E. CONTINUI:. PROGETTO DI FERMENTATORI UTILIZZANTI ENZIMI IMMOBILIZZATI. (LEZ 6; ES 2)

AERAZIONE DEI FERMENTATORI
MODELLO FISICO DELLA AERAZIONE DI UN FERMENTATORE. PROGETTO DI UN SISTEMA AERATO ED AGITATO: AGITAZIONE DI UN SISTEMA OMOGENEO; EFFETTO DELL’AGITAZIONE E DELLA PORTATA DI AERAZIONE SULLE BOLLE E SULLO SCAMBIO DI MATERIA. (LEZ 6:ES 2)

TOTALE ORE 60 (LEZ 46; ES 14)


MODULO: PROGETTAZIONE DEI PROCESSI DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE

INNOVAZIONE DI PROCESSO
CAMPI ELETTRICI PULSATI, ALTE PRESSIONI IDROSTATICHE, OMOGENEIZZAZIONE AD ALTA PRESSIONE, RISCALDAMENTO OHMICO, CRIOCONCENTRAZIONE, QUALITÀ DEGLI ALIMENTI. DIMENSIONAMENTO IMPIANTISTICO.

SEPARAZIONE A MEMBRANA
POLARIZZAZIONE E SPORCAMENTO. MECCANISMI DI TRASPORTO E FLUSSI DI PERMEATO. MATERIALI. MICROFILTRAZIONE, ULTRAFILTRAZIONE, OSMOSI INVERSA.

MICRONIZZAZIONE E NANONIZZAZIONE
PROPRIETÀ DELLO STATO DISPERSO. PARTICLE SIZE ANALYSIS. COMMINUZIONE. ENERGIA DI COMMINUZIONE. APPARECCHIATURE DI COMMINUZIONE. PROPRIETÀ E PREPARAZIONE DELLE EMULSIONI ALIMENTARII: CLASSIFICAZIONE DEGLI EMULSIONANTI, INGREDIENTI E FORMULAZIONE. PREPARAZIONE DELLE NANO EMULSIONI: OMOGENEIZZATORI AD ALTA PRESSIONE. STABILITÀ FISICA E CHIMICA DELLE EMULSIONI: FENOMENOLOGIA E STRUMENTI DI MISURA.

INTRODUZIONE ALLA PROGETTAZIONE
ORGANIZZAZIONE DI UN PROGETTO: LA PROGETTAZIONE CONCETTUALE DI UN IMPIANTO DI PROCESSO; METODI DI PROGETTAZIONE E INTEGRAZIONE; FORMULAZIONE DEL CASO BASE. IMPIANTI COMPLESSI: ESSICCAMENTO; LIOFILIZZAZIONE E SPRAY-DRYING; STERILIZZAZIONE; CONGELAMENTO. ANALISI DELLE APPARECCHIATURE DI PROCESSO. PROBLEMI DI DISEGNO. LAYOUT DI PROCESSO: A POSTAZIONE FISSA, PER PRODOTTO, PER REPARTO, A CELLE DI LAVORAZIONE. PRINCIPALI ELEMENTI DI UN IMPIANTO INDUSTRIALE

GESTIONE DI UN IMPIANTO INDUSTRIALE
LA GESTIONE DEI MATERIALI. LA GESTIONE DELLE RISORSE UMANE. LA GESTIONE DELLA MANUTENZIONE. IL SISTEMA LOGISTICO. LE OPERAZIONI DI TRASPORTO E DI STOCCAGGIO. LA GESTIONE DELL’INVENTARIO.

SVILUPPO DEL PROGETTO DI MASSIMA DI UNA LINEA DI PRODUZIONE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE
DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE, DETERMINAZIONE DEI PARAMETRI OPERATIVI, OTTIMIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI E DEI PROCESSI DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE, STIMA DEI COSTI FISSI E VARIABILI DEL PROCESSO E DEI COSTI UNITARI DEI PRODOTTI, OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI.

TOTALE ORE 60 (LEZ 40; ES 20)
Metodi Didattici
MODULO: IMPIANTI BIOCHIMICI

L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA CON L’USO DI DISPOSITIVI MULTIMEDIALI PER LA VISUALIZZAZIONE DELLE ATTUALI SOLUZIONI TECNOLOGICHE.

MODULO: PROGETTAZIONE DEI PROCESSI DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE

L’INSEGNAMENTO PREVEDE LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA ED ESERCITAZIONI IN LABORATORIO. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO PROPOSTI ESERCIZI PER IL CALCOLO DEI TEMPI DI PROCESSO E IL DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE E SI SVILUPPA, IN PICCOLI GRUPPI E GUIDATI DAL DOCENTE, LA PROGETTAZIONE DI UNA LINEA DI PRODUZIONE DELL’INDUSTRIA ALIMENTARE.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE PRESENTAZIONE DI UNA TESINA (PER IL MODULO DI PROGETTAZIONE DEI PROCESSI DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE) E UN COLLOQUIO ORALE. PER SUPERARE L'ESAME LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI AVER COMPRESO E SAPER APPLICARE I PRINCIPALI CONCETTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI NEL CORSO. E’ RITENUTA CONDIZIONE ESSENZIALE PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLA SUFFICIENZA LA CORRETTA FORMULAZIONE DEI BILANCI DI MATERIA SUGLI SCHEMI REATTORISTICI ED IMPIANTISTICI ESPOSTI NEL CORSO. IL VOTO, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, DIPENDERÀ DAL GRADO DI MATURITÀ ACQUISITO SUI CONTENUTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE SCRITTA E ORALE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA.
Testi
MODULO: IMPIANTI BIOCHIMICI

B. ATKINSON, BIOCHEMICAL REACTORS, PION LIMITED, LONDON, (ISBN 0-85086-042-3).
H.W. BLANCH, D.S. CLARK, BIOCHEMICAL ENGINEERING,DEKKER, LONDON (ISBN 0-8247-8949-0).
J.E. BAILEY., D.F. OLLIS, BIOCHEMICAL ENGINEERING FUNDAMENTALS, MCGRAW HILL, NEW YORK, (ISBN 0-07-066601-6).
I.J. DUNN, E. HEINZLE J. INGHAM, J.E. PRENOSIL, BIOLOGICAL REACTION ENGINEERING, VCH, WEINHEIM, (ISBN 3-527-28511-3).


MODULO: PROGETTAZIONE DEI PROCESSI DELL'INDUSTRIA ALIMENTARE

B. ATKINSON, BIOCHEMICAL REACTORS, PION LIMITED, LONDON, (ISBN 0-85086-042-3).
H.W. BLANCH, D.S. CLARK, BIOCHEMICAL ENGINEERING,DEKKER, LONDON (ISBN 0-8247-8949-0).
J.E. BAILEY., D.F. OLLIS, BIOCHEMICAL ENGINEERING FUNDAMENTALS, MCGRAW HILL, NEW YORK, (ISBN 0-07-066601-6).
I.J. DUNN, E. HEINZLE J. INGHAM, J.E. PRENOSIL, BIOLOGICAL REACTION ENGINEERING, VCH, WEINHEIM, (ISBN 3-527-28511-3).
Altre Informazioni
MODALITÀ DI FREQUENZA
L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA CON FREQUENZA OBBLIGATORIA.

LINGUA DI INSEGNAMENTO
INGLESE.

SEDE E ORARIO
IL CORSO È EROGATO PRESSO LA FACOLTÀ DI INGEGNERIA. SI CONSULTI IL SITO DI FACOLTÀ (HTTP://WWW.INGEGNERIA.UNISA.IT/) PER L’INDICAZIONE DELL’ORARIO E DELLE AULE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-03-11]