- Docente: Carlo Gostoli
- Crediti formativi: 6
- SSD: ING-IND/24
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Carlo Gostoli (Modulo 1) Serena Bandini (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria per l'ambiente e il territorio (cod. 0939)
Conoscenze e abilità da conseguire
Il corso intende fornire gli elementi fondamentali relativi ai processi ed alle metodologie di separazione a membrana con particolare riferimento alle applicazioni all'industria alimentare ed ai processi ambientali. Il corso vuole inoltre fornire le conoscenze di base per la realizzazione su scala industriale di processi biotecnologici relativamente ai bioreattori e alle tecniche di recupero dei prodotti. Illustrare le peculiarità dell'impiantistica biotecnologica rispetto ad altri settori dell'industria di processo.
Contenuti
1. Richiami sui processi di separazione in generale e sulla loro rilevanza.
2. Processi a membrana, concetto di filtrazione tangenziale, classificazione in base alla forza spingente: descrizione sommaria e impiego dei vari processi (micro- ultra- e nano-filtrazione, osmosi inversa, separazione miscele gassose, dialisi, trasporto facilitato, elettrodialisi, pervaporazione, contattori a membrana).
3. Caratterizzazione di membrane porose: punto di bolla e pressione di penetrazione.
4. Pressione osmotica, attività dell'acqua, legge di Van't Hoff.
5. Membrane asimmetriche, membrane composite, membrane porose, membrane ceramiche: cenno ai metodi di preparazione e caratterizzazione.
6. Moduli: descrizione e impiego dei vari tipi di modulo (plate & frame, tubolari, capillari, fibre cave, a spirale).
7. Trasporto di materia attraverso la membrana, modello soluzione diffusione, altri modelli.
8. Polarizzazione della concentrazione: Modello del film.
9. Osmosi inversa, effetto delle condizioni operative sul recupero, impianti di dissalazione, recupero di energia (scambiatori di pressione).
10. Ultrafiltrazione: modello del gel, applicazioni, diafiltrazione.
11. Reattori biologici a membrana (MBR) per il trattamento e il riuso di acque reflue.
12 Separazione di miscele gassose: generalità e applicazioni tipiche (recupero idrogeno, separazione CO2/metano, aria arricchita e azoto).
13. Pervaporazione e vapour permeation: principi ed applicazioni tipiche.
14. Contattori a membrana: descrizione, confronto con apparecchiature convenzionali, trasporto di materia.
15. Processi emergenti (osmosi diretta, distillazione a membrane, …)Testi/Bibliografia
- Appunti del docente
- Cheryan M., Ultrafiltration and microfiltration handbook, Technomic, 1998
- Rautenbach R., Albert R., Membrane processes, John Wiley 1989
- Winston Ho W.S., Sirkar K.K., Membrane Handboob, Van Nostrand Reinhold, 1992
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
L'esame orale comprenderà: -1) discussione di un progetto precedentemente concordato con il docente, 2) domande su vari argomenti del corso.
Orario di ricevimento
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