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Facoltà di Scienze Agrarie e Alimentari Università degli Studi di Milano
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Operazioni unitarie della tecnologia alimentare
Codice: G290B-
Docente:  Gabriella Giovanelli
Anno di corso: 
Quadrimestre/semestre: 
CFU: 
Articolazione dei CFU: Lezioni frontali: 7
Esercitazioni in aula: 1
Obiettivi formativi:  Conoscenza delle operazioni unitarie in termini di fenomenologia, bilanci materiali ed energetici e cinetiche. Conoscenza delle relazioni e modelli matematici utili alla soluzione dei problemi numerici di progetto e di controllo. Conoscenza degli schemi funzionali dei principali impianti e dei criteri di ottimizzazione.
Competenze acquisite:  Soluzione dei problemi di controllo e di progetto per le operazioni unitarie trattate, in particolare: trasporto dei fluidi, trasporto di calore, concentrazione per evaporazione, pastorizzazione e sterilizzazione termica, essiccamento, centrifugazione, filtrazione e separazione per membrana. Valutazione dell'idoneità degli impianti e delle condizioni operative dei trattamenti, definizione delle condizioni di ottimizzazione. Acquisizione di proprietà di linguaggio e della terminologia tecnica.
Sintesi del programma:  Dimensioni e unità di misura. Bilanci materiali. Statica e dinamica dei fluidi. Fenomeni di scorrimento e reologia dei fluidi. Trasporto di calore per conduzione e convezione. Evaporazione. Pastorizzazione e sterilizzazione termica. Essiccamento in corrente d'aria e liofilizzazione. Decantazione e centrifugazione. Filtrazione e processi per membrana. Estrazione solido-liquido. Per le operazioni unitarie trattate, soluzione di bilanci materiali ed energetici e relazioni cinetiche, descrizione dei principali impianti e criteri di ottimizzazione.
Programma:  •Grandezze fisiche e proprietà termodinamiche utili alle descrizione dei fenomeni fisici alla base delle operazioni unitarie, bilanci materiali e bilanci di entalpia. •Studio della statica e della dinamica dei fluidi: pressione idrostatica, equazione di Bernoulli; manometri, flussimetri, pompe; soluzione di esercizi numerici. •Studio dei fenomeni di scorrimento e delle caratteristiche reologiche dei fluidi; equazione di Newton ed equazione di potenza; viscosimetri. •Richiami di trasporto di calore per conduzione e per convezione: bilanci energetici nelle operazioni di riscaldamento e raffreddamento; tabella del vapore; scambiatori di calore; soluzione di esercizi numerici. •Evaporazione: bilanci materiali ed energetici nell’evaporazione; evaporatori; soluzione di esercizi numerici. •Pastorizzazione e sterilizzazione termica: cinetiche della distruzione microbica (I e II legge di Bigelow); cinetiche delle reazioni di danno termico (ordine zero, primo e secondo ordine, equazione di Arrhenius); calcolo delle costanti cinetiche; calcolo dell’effetto sterilizzante dei trattamenti; studio dell’ottimizzazione dei trattamenti termici; pastorizzatori e sterilizzatori; soluzione di esercizi numerici. •Igroscopicità dei prodotti alimentari: attività dell’acqua, isoterme di adsorbimento/desorbimento. •Essiccamento in corrente d’aria: cenni di psicrometria; saturazione adiabatica dell’aria; diagramma di Mollier; bilanci materiali ed energetici nell’essiccamento; essiccatori; soluzione di esercizi numerici; cenni sulla liofilizzazione. •Decantazione e centrifugazione: decantazione statica e bacini di decantazione; centrifugazione; centrifughe. •Filtrazione: filtrazione di superficie e filtrazione di profondità; materiali filtranti e coadiuvanti di filtrazione; filtri. •Operazioni di separazione per membrana: microfiltrazione tangenziale, ultrafiltrazione, osmosi inversa. •Estrazione solido-liquido: estrazione multipla ad esaurimento, estrazione continua in controcorrente; estrattori.
Prerequisiti:  Lo studente deve possedere dimestichezza con le principali grandezze fisiche e con le relazioni fondamentali che descrivono i fenomeni alla base delle operazioni unitarie trattate nel corso.
Propedeuticità:  E' altamente raccomandabile aver superato gli esami di elementi di calcolo ed elementi di fisica e fisica-tecnica
Materiale didattico:  Libro di testo: C. Pompei - Operazioni unitarie delle tecnologie alimentari, Casa Editrice Ambrosiana Materiale fornito dal docente
Modalità d'esame e altre info:  L'esame consiste in una prova scritta, che prevede la soluzione di esercizi di calcolo simili a quelli affrontati nelle esercitazioni, e la risposta a domande aperte sulla fenomenologia, gli impianti e le condizioni di ottimizzazione delle operazioni unitarie trattate.
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Programma di Operazioni unitarie della tecnologia alimentare (versione in pdf)
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