Il corso si propone di fornire agli studenti le competenze teoriche ed applicative per impostare e risolvere attraverso software professionale simulazioni, analisi e sintesi di processi chimici e biochimici.
D1 - Conoscenza e capacità di comprensione: fornire agli studenti le competenze teoriche di base per lo sviluppo di simulazioni di processi chimici.
D2 - Conoscenza e capacità di comprensione applicate: rendere autonomi gli studenti nell'utilizzo di software di simulazione di processo commerciali (Aspen Plus, SuperPRO Designer,.).
D3 - Autonomia di giudizio: saper scegliere la strategia più adeguata per ottenere una simulazione attendibile
D4 - Abilità comunicative: esporre in forma scritta, orale e grafica, i risultati derivanti dalle simulazioni svolte in classe
D5 - Capacità di apprendere: saper individuare le informazioni necessarie allo sviluppo del modello scelto e saperle reperire nei principali database di letteratura scientifica, nei manuali o nei libri di testo.

Termodinamica, Fenomeni di trasporto, Reattori chimici e biochimici, Impianti chimici.

Elementi introduttivi di progettazione di processi chimici e biochimici. Fondamenti di simulazione di processo. Gradi di libertà di un processo. Simulazione allo stato stazionario. Soluzione di bilanci di materia ed energia: approccio sequenziale modulare e orientato alle equazioni. Cenni alla simulazione dinamica. Termodinamica degli equilibri di fase. Modelli termodinamici: criteri di scelta e modalità di utilizzo. Modelli di GE ed equazioni di stato. Banche dati di proprietà termofisiche. Progettazione termica di scambiatori di calore industriali a fascio tubiero. Procedura base di progetto e teoria. Concetto di temperatura media logaritmica e di coefficiente globale di scambio termico. Effetto fouling su scambio termico e perdite di carico. Dettagli costruttivi e considerazioni progettuali lato tubi e lato mantello. Applicazione del metodo approssimato di Kern al lato mantello. Software per simulazione di processo (Aspen+, ProII, Coco-Cofe,.). Operazioni unitarie di base (flussi, miscelatori, separatori base, splitter, pompe, riscaldatori,..). Operazioni unitarie complesse e loro inserimento nei simulatori di processo (reattori, colonne di separazione, estrattori liquido liquido, scambiatori di calore.). Uso dei simulatori: caso base, specifiche di progetto, sensitività, ottimizzazione. Ottimizzazione energetica e tecnologia pinch. Analisi economica. Standard Cape Open. Uso del simulatore Aspen+ e Coco-Cofe.

Materiale didattico distribuito a lezione
Haydary J., Chemical Process Design and Simulation: Aspen Plus and Aspen Hysys Applications, Wiley, New York (2019)
Turton R., Bailie R.C., Whiting W.B., Shaeiwitz J.A., Bhattacharyya D., Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes. Upper Saddle River, NJ, USA: Pearson Education International (2013), 4th Ed.
Seider, W. D., J. D. Seader, and D. R. Lewin, “Process Design Principles.” Wiley, New York (2009).
Aspentech manuals. Sinnot R.K., Coulson & Richardson’s Chemical Engineering Series: Chemical Engineering Design Vol. 6, Elsevier Butterworth-Heinemann, Oxford (GB), (2005) 4th Ed.

Lezioni frontali, esercitazioni in aula, uso di programmi di simulazione di processo. Esercitazioni in aula, verifiche intermedie scritte, presentazione di un progetto finale di una simulazione di processo.

La prova orale finale del corso consiste in una discussione del progetto sviluppato accompaganto da approfondimenti sull'intero programma del corso.
Criteri di valutazione: la prova è volta ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma, e la capacità di applicare tali conoscenze. Le valutazioni sono espresse in trentesimi, secondo i seguenti criteri:
-Eccellente (30 -30 e lode): ottima conoscenza degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, ottima capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di applicare brillantemente le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Molto buono (27 -29): buona conoscenza degli argomenti, notevole proprietà di linguaggio, buona capacità analitica; lo/la studente/essa è in grado di applicare correttamente le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Buono (24-26): buona conoscenza dei principali argomenti, discreta proprietà di linguaggio; lo/la studente/essa mostra una adeguata capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Soddisfacente (21-23): lo/la studente/essa non mostra piena padronanza degli argomenti principali dell'insegnamento, pur possedendone le conoscenze fondamentali; mostra comunque soddisfacente proprietà di linguaggio e sufficiente capacità di applicare le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Sufficiente (18-20): minima conoscenza degli argomenti principali dell'insegnamento e del linguaggio tecnico, limitata capacità di applicare in modo adeguato le conoscenze teoriche a casi concreti.
-Insufficiente (<18): lo/la studente/essa non possiede una conoscenza accettabile dei contenuti dei diversi argomenti del programma.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite
(ad esempio i punti 7, 9, 12, 13)