Scheda programma d'esame
PROGETTAZIONE DI IMPIANTI CHIMICI
ELISABETTA BRUNAZZI
Anno accademico2019/20
CdSINGEGNERIA CHIMICA
Codice216II
CFU6
PeriodoPrimo semestre

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
PROGETTAZIONE DI IMPIANTI CHIMICIING-IND/25LEZIONI60
ELISABETTA BRUNAZZI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Il corso si propone di fornire le conoscenze e gli strumenti necessari per sviluppare la progettazione di base di impianti chimici nel contesto FEED. Obiettivi specifici del corso sono: teoria e apparecchiature delle operazioni fondamentali dell'industria di processo non incluse nel corso delle operazioni unitarie (ad esempio movimentazione e miscelazione di fluidi, movimentazione di solidi, cristallizzazione, essiccamento, separazioni meccaniche); metodi di progettazione e criteri di selezione; redazione di specifiche tecniche di apparecchiature con disegno schematico e di componenti, sviluppo di schemi funzionali quantificati (PFD e P&ID) in relazione alle operazioni trattate nel corso.

 

Knowledge

The course aims to provide the knowledge and tools necessary to develop the basic design of process plants in FEED context. Specific objectives of the course are: theory and equipment of fundamental operations of the process industry not included in the Course of Unit Operations (e.g transportation and mixing of fluids, operations involving particulate solids, crystallization, drying, mechanical separations); design methods, selection criteria and operation of equipment; process data sheets of equipment, mainery, compoments and drawing up of PFDs and preliminary P&IDs related to processes examined in the course.

 

Modalità di verifica delle conoscenze

L'apprendimento delle conoscenze sopra descritte verrà verificato attraverso l'analisi di casi studio ed esercitazioni progettuali svolte in classe in maniera interattiva con gli studenti, incontri docente/studenti per esaminare gli homework assegnati in itinere e prova finale orale.

Assessment criteria of knowledge

The learning of the knowledge described above will be verified through analysis of case studies and numerical exercises carried out interactively with the students in class, teacher / students meetings to examine homeworks assigned "in itinere" and final oral exam.

Capacità

Gli studenti acquisiranno le seguenti abilità:
• descrivere quantitativamente e tecnicamente le operazioni unitarie esaminate nel corso
• identificare le apparecchiature e l'impiantistica adatta per le operazioni unitarie trattate
• verificare e dimensionare le apparecchiature
• leggere ed elaborare schede tecniche, sketch, schemi funzionali
• risoluzione dei problemi

 

Skills

Students will acquire the following skills:

  • quantitatively and technically describe unit operations examined in the course
  • identify the equipment suitable for such unit operations
  • verify and size the equipment
  • read and elaborate datasheet, sketch, funtional schemes; 
  • problem solving
Modalità di verifica delle capacità

L'acquisizione da parte dello studente degli obiettivi stabiliti verrà verificata durante lo svolgimento delle lezioni ed esercitazioni attraverso il coinvolgimento dello studente da parte del docente. 

Durante le esercitazioni saranno esaminati casi studio tesi ad applicare le metodologie ed i criteri di dimensionamento forniti durante le lezioni teoriche. Saranno svolte attività pratiche per la ricerca delle fonti attraverso l'utilizzo di noti database.

Lo studente dovrà preparare e presentare durante la prova di esame una relazione scritta che riporti i risultati degli homework assegnati in itinere.

Assessment criteria of skills

The acquisition by the student of the established objectives will be verified during the course of the lessons and exercises through the teacher's involvement of the student.

During the exercises, also case studies will be examined to put into practice the selection and design criteria provided during the theoretical lessons. Practical activities will be carried out to search for sources through the use of well-known databases.

The student will have to prepare and present a written report that will be discussed during the final exam showing the results of the homeworks assigned "in itinere".

Comportamenti
  • Sarà acquisite una sensibilità in merito alla scelta, progettazione ed esercizio di apparecchiature ed impianti per un dato processo
  • Sarà acquisita una sensibilità in merito alla identificazione di condizioni di lavoro ottimali dell'apparecchiatura/processo.
Behaviors
  • Students will acquire critical awareness in the selection, design and operation of equipment and plants for a given process
  • Students will acquire critical awareness in the identification of optimal operating conditions of the equipment/process
Modalità di verifica dei comportamenti
  • Durante le esercitazioni e periodiche discussioni di gruppo verrà verificata l'attitudine sviluppata per le tematiche di progettazione di apparecchiature ed impianti chimici
Assessment criteria of behaviors
  • During the exercise sessione and group work, the attitude towards the design of chemical plants and equipment will be evaluated

 

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Solida conoscenza della termodinamica, dei fenomeni di trasporto, dell'ingegneria delle reazioni chimiche e delle operazioni unitarie.

Prerequisites

Thermodynamics, transport phenomena, chemical reaction engineering, unit operations.

Indicazioni metodologiche

Vengono svolte lezioni frontali, anche con l'ausilio di slide. Vengono svolte esercitazioni numeriche e affrontati casi studio in aula con la partecipazione attiva degli studenti.

La frequenza al corso, sebbene non obbligatoria, è fortemente consigliata.

Uso del sito di elearning del corso: scaricamento materiali didattici, comunicazioni docente-studenti, etc.

Il docente è disponibili settimanalmente per ricevimento degli studenti.

Qualora fossero presenti studenti stranieri, il docente è disponibile a svolgere le lezioni in Inglese.

Teaching methods

Frontal lectures also with the help of slides. Numerical exercises and case studies are carried out and discussed in the classroom with the active participation of the students.

Course attendance, although not mandatory, is strongly advised.

Use of the e-learning site of the course: download of teaching materials, teacher-student communications,  etc.

The teacher is available weekly for reception of the students.

If foreign students are present, the teacher is available to carry out the lessons in English.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

MOVIMENTAZIONE DI FLUIDI:  tubazioni ed accessori, valvole, macchine per fluidi, tenute, specifiche di processo e schemi funzionali.

MISCELAZIONE DI FLUIDI: Miscelazione in apparecchiature agitate meccanicamente: caratteristiche geometriche e costruttive, tipi di agitatori, numeri adimensionali. Scale di agitazione. Applicazioni e criteri di dimensionamento di sistemi agitati monofase e multifase. Tempo di miscelazione. Scambio termico e strumentazione in reattori agitati. Criteri per lo scale-up e -down, specifica di processo di reattori agitati.

MOVIMENTAZIONE DI SOLIDI: specifiche e progettazione di apparecchiature di movimentazione di solidi.

SEPARAZIONI MECCANICHE (Gas/Solido, Gas/Liquido, Liquido/Liquido, Solido/Liquido): principi, operazioni, apparecchiature, criteri di scelta e dimensionamento, schemi funzionali. 

CRISTALLIZZAZIONE INDUSTRIALE: Scelta della strategia di cristallizzazione (adiabatica, per raffreddamento, per evaporazione) in relazione della curva solubilità/temperatura. Velocità di nucleazione e accrescimento in funzione del grado di sovrassaturazione.Indice granulometrico e sovrassaturazione critica. Cristallizzatori industriali (tipologie e funzionamento) e condizioni operative. Su caso studio: sviluppo schema funzionale quantificato per la produzione di cristalli a partire da minerale (comprendente le varie sezioni: attacco, concentrazione industriale della soluzione mediante singolo (con compressione meccanica o termocompressione) o multi-effetto, cristallizzazione, separazione.

ESSICCAMENTO. Operazioni, prinicipi ed apparecchiature. Efficienza, numero di unità di trasferimento, scelta delle condizioni operative. Criteri di dimensionamento di essiccatori rotativi, pneumatico, a letto fluido, a spruzzo. Schemi funzionali.

Syllabus

TRANSPORT OF FLUIDS: piping, typical velocities, fittings, valves, seals, fluid-moving machinery.

MIXING AND AGITATION: mechanically stirred vessels, single phase and multiphase mixing, heat transfer. Operations and designing methods.

SOLID MATERIAL: specifications and design of solid-handling equipment. 

MECHANICAL SEPARATIONS (Solid/Fluid, Liquid/Fluid): principles, operations, equipment selection and design, process data sheet and fucntional schemes.

INDUSTRIAL CRISTALLIZATION: principles, operations, equiment, sizing, case study and functional scheme.

DRYING OF SOLIDS: principles, operations, equipment. Operating conditions and design criteria (rotative, pneumatic, fluidised-bed and spray driers).

Bibliografia e materiale didattico

Materiale didattico (slides, criteri e procedure di dimensionamento, schemi funzionali, articoli e materiale tecnico, etc) sono resi disponibili agli studenti sulla piattaforma e-learning

Testi e letture suggerite per approfondimenti:

R.H. Perry, D.W. Green: "Perry's Chemical Engineer' Handbook", Mc Graw-Hill

G.Towler, R.K. Sinnott: "Chemical Engineering Design", Pergamon Press (vols. 6)

E.L. Paul, V.A. Atiemo-Obeng and S.M.Kresta: "Handbook of Industrial Mixing", Wiley

J.W.Mullin: "Crystallization", Butterworth-Heinemann/Elsevier

 

Bibliography

Educational material (slides, selection and design criteria, functional schemes, technical papers and material, etc) provided by the teacher on e-learning platform

Further bibliography not compulsory, only for consultancy):

R.H. Perry, D.W. Green: "Perry's Chemical Engineer' Handbook", Mc Graw-Hill

G.Towler, R.K. Sinnott: "Chemical Engineering Design", Pergamon Press (vols. 6)

E.L. Paul, V.A. Atiemo-Obeng and S.M.Kresta: "Handbook of Industrial Mixing", Wiley

J.W.Mullin: "Crystallization", Butterworth-Heinemann/Elsevier

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova orale tra il candidato e il docente, della durata media di 45.

Durante l’esame, oltre a discutere il contenuto degli homework, saranno sottoposti brevi esercizi di natura pratica e/o teorica per valutare la capacità del candidato nella loro corretta impostazione.

 

Assessment methods

The exam consists of an oral examination between the candidate and the teacher, with an average duration of 45 minutes.

During the exam, in addition to discussing the content of the homeworks, short exercises of a practical and / or theoretical nature will be submitted to evaluate the candidate's ability in their correct setting.

Ultimo aggiornamento 01/08/2019 13:51