ITALIANO

Il corso fornisce le nozioni essenziali per dimensionare i reattori e le apparecchiature di utilizzo più comuni e verificarne il corretto dimensionamento in caso di impianti esistenti. Partendo dalla corretta impostazione dei bilanci di materia e di energia, e basandosi su nozioni di termodinamica considerate precedentemente acquisite, il corso trasferisce allo studente la competenza per calcolare i principali parametri di un processo chimico e/o biologico che avviene in un ambiente controllato: il reattore. La temperatura ottimale di reazione, il tempo di reazione necessario ad ottenere una determinata resa, il volume minimo necessario a garantire un tempo di residenza ottimale sono le informazioni che verranno ottenute per svariate configurazioni reattoristiche.

- O. Levenspiel, Ingegneria delle reazioni, Ed Ambrosiana
- Rittmann, McCarthy, Environmental Biotechnology, McGraw-Hill
-Dispense e materiale didattico distribuito a lezione

L’obiettivo del corso quello di rendere lo studente in grado di cooperare attivamente e proficuamente con direttori di stabilimento, ingegneri di processo, progettisti ma di poter dialogare e collaborare con essi nell’ambito di gruppi di lavoro e di progettazione oltre che essere idonei alla gestione di impianti industriali di vario genere. Le competenze di un laureato magistrale in scienze e tecnologie ambientali possono essere utili in vari ambiti poiché multi-disciplinari e multi-obiettivo; in particolare, occorre essere in grado di affrontare e comprendere problemi di varia natura, specialmente relativi all’influenza che i processi di trasformazione hanno sull’ambiente (interno ed esterno ai confini dello stabilimento industriale). La redazione e la valutazione di una pratica autorizzativa, la certificazione di qualità di un processo e/o di un sito, l’analisi di rischio, sono esempi pratici della necessità di possedere le basi impiantistiche per poter svolgere un lavoro da consulente esterno, da dipendente, da funzionario/dirigente nella pubblica amministrazione. A tal fine lo studente acquisirà conoscenze di base sulla reattoristica chimica e biologica con particolare riferimento alle procedure per dimensionare i reattori e verificarne il corretto funzionamento.
Lo studente sarà quindi in grado di: riconoscere le principali apparecchiature di utilizzo industriale; valutare i parametri per un corretto funzionamento di queste ultime; dimensionare i reattori e le apparecchiature di più largo utilizzo.

Lo studente deve avere buone conoscenze di analisi matematica, fisica, termodinamica e chimica generale.

Le lezioni frontali sono tenute tramite l’utilizzo di presentazioni messe a disposizione dello studente onde garantirgli una più agevole partecipazione alla lezione. Il docente richiede un’interazione durante la lezione stimolando il ragionamento, la lettura prospettica delle informazioni fornite e fornendo esempi pratici di applicazione. Le esercitazioni numeriche sono parte integrante delle lezioni e non sono separate da esse.

Superamento di una prova scritta composta da esercizi calcolativi e da domande orali che richiedono ragionamento piuttosto che capacità mnemonica.

• Configurazione degli impianti industriali, definizione dei reattori ideali e non, le principali apparecchiature ausiliarie. Sapere leggere e tracciare lay-out, schemi di flusso e PI&D.
• La modellazione di un processo fisico/chimico.
• Bilanci di materia rispetto a sistemi omogenei e non, con e senza reazione.
• 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.
• Bilanci di energia e trasmissione del calore.
• Il controllo dei reattori chimici. Feedback e feedforward.

Italian

The course provides the essential notions to sizing the most common reactors and process’s
equipment and verify the correct sizing in case of existing installations. Starting from the correct setting of the material and energy balances, and based on thermodynamic notions
considered previously acquired, the course transfers to the student the competence to
calculate the main parameters of a chemical and/or biological process that takes place in a controlled environment: the reactor. The optimum reaction temperature, the reaction time
required to achieve a given yield, the minimum volume required to guarantee optimal
residence time are the information that will be obtained for various reactor configurations.

- O. Levenspiel, Ingegneria delle reazioni, Ed Ambrosiana
- Rittmann, McCarthy, Environmental Biotechnology, McGraw-Hill
-Handouts and teaching materials distributed in class

The goal of this course is to make the student able to cooperate with process engineers, to dialogue and collaborate with them in several working situations. The skills of a master's degree in environmental sciences and technologies are in fact unavoidable in various fields; in particular, this course gives the essentials to correlate the processes’ operation and the

environment impacts (inside and outside the borders of the industrial plant). The preparation
and evaluation of a facility permitting document, the quality certification of a process and / or site, risk analysis, are only few examples
To this end, the student will acquire essential knowledge about the chemical and biological reactors with particular reference to the procedures for sizing reactors and verify their proper operation.
The student will then be able to: recognize the main use of industrial equipment; evaluate the parameters for a correct operation of the latter; sizing the reactors and equipment of widest use.

The student must have good knowledge of mathematical analysis, physics, thermodynamics
and chemistry.

The frontal lessons are held through the use of presentations available to the student in order
to ensure easier participation in the lesson. The teacher requires an interaction during the
lesson by stimulating reasoning, prospective reading of the given information and providing
practical examples of application. Numerical exercises are an integral part of the lessons and
are not separate from them.

Passing a written test consisting of computational exercises and oral questions that require
reasoning rather than mnemonic ability.

• Industrial plants configurations, ideal reactors and real reactors , main auxiliary
equipment. Engineering tools: layout , flow charts and PI & D.
• Modelling a chemical/physical process.
• Balance of mass and energy flows in homo- / heterogeneous systems and not , with and
without reaction.
• The design equations for ideal reactors. Configurations of series and parallel reactors.
The recycling of flow upstream the reactor.
• The chemical reaction engineering fundamentals: the chemical / biological kinetics,
physical kinetics and overall speed of the process .
• Energy balances and heat transfer.
• The chemical reactor contron and monitoring: Feedback and feedforward methods.