93832 - INNOVAZIONE DEI PROCESSI NELL'INDUSTRIA ALIMENTARE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento, lo studente possiede le conoscenze di soluzioni innovative applicate agli impianti alimentari, in particolare per i trattamenti termici, per l’omogeneizzazione e l’essiccazione ed è in grado di operare alcune scelte di carattere tecnico. Al termine del corso lo studente ha acquisito le conoscenze relative ai principi di funzionamento, al dimensionamento ed alla scelta dei moderni impianti frigoriferi. Lo studente ha inoltre colto gli aspetti tecnici essenziali, normativi e legali in materia di sicurezza degli impianti.

Contenuti

Schemi impiantistici

Schema di processo e di marcia: riferimenti normativi e di associazioni, nomenclatura e simbologia, componenti principali, linee di processo e di servizio, strumenti, controlli, valvole, filtri, materiali.

Essiccatori

 Essiccatori per granella: parametri descriventi il processo di essiccazione, gruppo aerotermo, corpo essiccante, classificazione degli essiccatoi per granella, parametri funzionali dell'essiccatoio, diagrammi di Mollier. Essiccatori per fluidi alimentari: a spruzzo (a turbina, a ugelli in pressione, essiccatore convenzionale a due stadi , essiccatore "alto", "compatto", sistemi speciali, essiccatore per congelamento o liofilizzatore, essiccatore a rulli (singolo, a doppio rullo), essiccatori a tubi di vapore, rotante sotto vuoto, agglomeratori a letto fluido continuo e discontinuo.

Pastorizzatori e sterilizzatori UHT

Parametri di pastorizzazione, impianto di pastorizzazione, impianto UHT a scambio indiretto (a piastre, a fasci tubieri, a corpo raschiato), impianto UHT a scambio diretto (ad iniezione e ad infusione diretta di vapore), impianti avanzati ad infusione.

Concentratori a caldo o evaporatori

Concentratori a bolla tradizionale, a serpentina rotante, a tubi sommersi a circolazione naturale o forzata, a fil agitato, a fasci tubieri verticali (film cadente e ascendente, a circolazione naturale o forzata), bolla di espansione. Accessori: condensatore dei vapori (a miscela, a superficie). Impianto a tre stadi. Crioconcentratore.

Omogeneizzatori e trituratori

Componenti: pompa, valvola omogeneizzatrice. Controllo della valvola omogeneizzatrice (meccanico, idraulico, pneumatico). Effetti dei parametri fisici sul grado di omogeneizzazione. Sistemi innovativi e sperimentali per l'omogeneizzazione. Trituratore monostadio e a due stadi, turboestrattore, estrattore centrifugo (passatrice), trituratrice a martelli.

Impianti per applicazioni speciali

Campi elettrici pulsati ed apparecchiature per trattamenti gas-plasma: aspetti costruttivi e funzionali ed applicazioni alimentari.

Impianti frigoriferi

Diagrammi di fase: pressione (p)-volume(v), p-temperatura (t), p-v-t. Primo e secondo principio della termodinamica. Entalpia (h) ed entropia (s). Macchina frigorifera. Ciclo frigorifero ideale. Ciclo standard a compressione di vapore e sue variazioni. Rappresentazioni dei cicli nei piani p-h e t-s. Efficienza del ciclo frigorifero. Sistemi multistadio: rimozione delle bolle di vapore e raffreddamento intermedio. Compressori, evaporatori, condensatori, valvola di espansione: aspetti meccanici e termodinamici. Caratteristiche dei refrigeranti. Strutture e impianti frigoriferi per la conservazione dei prodotti agro-alimentari "a temperatura positiva" e per la surgelazione; calcolo dei carichi termici e dimensionamento. Il controllo dell'atmosfera nella cella frigorifera.

Sicurezza e controllo degli impianti

Impianto normativo e legale in Europa in tema di sicurezza. La direttiva 2006/42/CEE ed il D. Lgs. 2010/17. La direttiva 89/391/CEE ed il D. Lgs. 2008/81. Il controllo strumentale delle macchine: acquisizione ed elaborazione di segnali; sensori: aspetti costruttivi e funzionali; condizionatori di segnali; convertitori analogico/digitali; trattamento dei dati. La ISO1999/2013: misura, analisi del rumore e stima dei suoi effetti. Specificita' sulla sicurezza degli impianti frigoriferi.

Testi/Bibliografia

Materiale distribuito a lezione, scaricabile da cartella di scambio e da "Virtuale". Altro materiale scaricabile da internet: diagrammi, normative, direttive, leggi. Appunti dalle lezioni.

Testi:

Dario Friso, Ingegneria dell'industria alimentare, Operazioni unitarie del food engineering, Macchine e impianti, Cleup, 2013 (per consultazione).

W. F. Stoecker, "Manuale della refrigerazione industriale", Tecniche nuove, Milano, 2001.

Metodi didattici

Lezioni con disegno e proiezione di schemi di attrezzature ed impianti, lezioni su aspetti teorici inerenti gli impianti alimentari e gli impianti frigoriferi. Esercizi sulle prestazioni di alcuni impianti alimentari. Esercizi consistenti prevalentemente in calcoli di parametri termodinamici per l'analisi dei cicli frigoriferi, determinazioni di carichi termici per il dimensionamento di impianti "a temperatura positiva" e per la surgelazione di prodotti agroalimentari, reperimento di normative, direttive e leggi sulla sicurezza via Web.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame finale a quiz del tipo a scelta multipla con risposta singola, con l'uso del PC (21 quesiti; durata del test: 95 min).
Consultare "Virtuale" per dettagli sulle modalità d'esame.
L'esame e' volto a valutare l'apprendimento dello studente su tutti gli argomenti trattati a lezione. Vengono valutati, in particolare:
1) la conoscenza teorica e tecnica acquisita;
2) la capacita' di scelta critica;
3) la capacita', attraverso calcolo numerico, di determinare parametri inerenti la materia di studio.
Durante il corso il docente ha inoltre modo di valutare il grado di attenzione e di partecipazione critica degli studenti nel corso delle lezioni e delle esercitazioni cercando, seppure non richiedendo, il coinvolgimento degli studenti stessi nell'analisi e nella discussione. Cio' risulta utile per meglio modulare l'insegnamento in funzione della risposta degli studenti, senza che il risultato di questa interazione costituisca pregiudizio per la valutazione finale.
Date di appello per ogni sessione: due.

Strumenti a supporto della didattica

Personal computer con collegamento ad Internet collocato in aula per il docente. Lavagna. Lavagna con telecamera. Impianto audio. Videoproiettore. Biblioteca. Sala computer. Laboratorio di Ingegneria alimentare.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luigi Ragni