ITALIANO

Documenti progettuali.
Reattori ideali e non.
Modellazione di un processo fisico/chimico.
L’ingegneria delle reazioni
Apparecchiature di largo utilizzo industriale: scambiatori di calore.
Il controllo dei reattori chimici

O. Levenspiel, Ingegneria delle reazioni, Ed Ambrosiana
Dispense e materiale didattico distribuito a lezione.

Il corso fornisce le basi per comprendere le basi metodologiche per la progettazione e soprattutto la verifica di funzionamento dei principali impianti chimici e biochimici, con particolare attenzione ai processi di conversione e trattamento ambientale. Gli studenti acquisiranno capacità di lettura dei diagrammi di processo (PFD e P&ID) come strumenti di valutazione di qualsiasi progetto ambientale o industriale. Acquisiranno inoltre un buon livello di comprensione su come impostare e risolvere le equazioni di conservazione a partire dai bilanci di materia ed energia ottenendo la modellazione di un processo industriale reale. Saranno inoltre in grado di individuare il ruolo e l’utilizzo di alcune tra le principali apparecchiature che si possono trovare in qualsiasi impianto industriale.

Matematica / Analisi Matematica, Chimica generale ed organica, Termodinamica

Lezioni frontali
Lezioni frontali interattive con svolgimento di esercitazioni numeriche e discussione di casi studio reali
Uso di software commerciali per esemplificare come si risolvono i modelli matematici complessi

Prova scritta con esercizi calcolativi specifici e domande tese alla verifica della capacità di ragionamento critico e del problem-solving

Articolazione di un progetto impiantistico. Documenti progettuali. Planimetrie, diagrammi a blocchi, diagrammi di flusso, lay-out, e PI&D. Capex e Opex.
Configurazione degli impianti industriali, definizione dei reattori ideali e non, le principali apparecchiature ausiliarie. La modellazione di un processo fisico/chimico.
Bilanci di materia rispetto a sistemi omogenei e non, con e senza reazione. Bilanci di energia. Potenza installata e consumo energetico.
Le equazioni di progetto per i reattori ideali. Configurazioni in serie e parallelo. I reattori con riciclo.
L’ingegneria delle reazioni: cinetica chimica/biologica, cinetica fisica e la velocità globale di processo.
Reattori multifase. Trasferimento interfase.
Gli scambiatori di calore: dimensionamento.
Il controllo dei reattori chimici tramite logiche feedback e feedforward

Italian

• Design documentation.
• Ideal and non-ideal reactors.
• Modelling of physical/chemical processes.
• Reaction engineering.
• Industrial equipment: heat exchangers.
• Control of chemical reactors.

• O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, Wiley / Ambrosiana (Italian edition)
• Rittmann & McCarthy, Environmental Biotechnology, McGraw-Hill
• Lecture notes and additional teaching materials provided during the course

The course provides the methodological foundations for the design and, above all, the operational verification of major chemical and biochemical plants, with specific attention to conversion processes and environmental treatment technologies. Students will learn how to read and interpret process diagrams (PFD and P&ID) as essential tools for assessing any industrial or environmental project.
They will also gain solid understanding of how to set up and solve conservation equations derived from mass and energy balances, ultimately enabling the modelling of real industrial processes.
Additionally, students will learn to identify the role and proper use of several key pieces of equipment commonly found in industrial plants.

Mathematics / Mathematical Analysis, General and Organic Chemistry, Thermodynamics.

Lectures and interactive sessions including numerical exercises and discussion of real industrial case studies.
Use of commercial software tools to illustrate the solution of complex mathematical models.

Written examination including calculation-based exercises and questions aimed at evaluating critical reasoning and problem-solving skills.

Structure of an industrial plant design. Design documents: plans, block diagrams, process flow diagrams, layout drawings, and P&IDs. CAPEX and OPEX.
Configuration of industrial plants; definition of ideal and non-ideal reactors; major auxiliary equipment.
Modelling of physical and chemical processes.
Mass balances for homogeneous and non-homogeneous systems, with and without reaction. Energy balances. Installed power and energy consumption.
Design equations for ideal reactors. Series and parallel configurations. Recycle reactors.
Reaction engineering: chemical/biological kinetics, physical kinetics, and overall process rate.
Multiphase reactors and interphase mass transfer.
Heat exchangers: sizing and design considerations.
Control of chemical reactors through feedback and feedforward strategies